9 Experten zum Thema Industrial Ethernet - Teil 1

Nachgefragt: Feldbus versus Industrial Ethernet?

| Autor / Redakteur: Ines Näther / Ines Stotz

elektrotechnik hat sich bei neun Industrial-Ethernet-Experten umgehört.
elektrotechnik hat sich bei neun Industrial-Ethernet-Experten umgehört. (Bild: Rockwell Automation)

Wie steht es um das Industrial Ethernet, ob und wann werden die Feldbussysteme abgelöst? Wir haben mit neun Industrial-Ethernet-Experten gesprochen, wie sie die Lage einschätzen.

Zwar bieten alle am Markt etablierten Industrial-Ethernet-Systeme grundlegende Vorteile, jedoch steht jeder umstiegswillige Anwender vor einer schwer zu durchschauenden Vielfalt konkurrierender Systeme. Zudem gewinnen weitere Aspekte immer mehr an Bedeutung, wie etwa die funktionale Sicherheit. Für etwas mehr Durchblick im Ethernet-Dickicht haben wir uns in der Branche umgehört und mit neun Experten gesprochen. Wir wollten wissen, wie die Experten ihre heutigen Marktanteile einschätzen und wie sie ihre zukünftige Entwicklung sehen bzw. wann sie schätzen (wenn überhaupt), die Industrial-Ethernet-Systeme die Feldbussysteme ersetzt haben?

Folgende Experten kommen in unserem ersten Teil zu Wort:

  • Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender der Profibus Nutzerorganisation
  • Peter Pesch, Commercial Engineer Integrated Architecture bei Rockwell Automation
  • Martin Rostan, Leiter Technologie-Marketing bei Beckhoff Automation
  • Stefan Schönegger, Geschäftsführer der Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG)
  • Holger Zeltwanger, geschäftsführendes Vorstandsmitglied von CAN in Automation und CiA-Geschäftsführer
  • Martin Schuller, Obmann Varan-Bus-Nutzerorganisation (VNO)
  • Martin Müller, Leiter des Geschäftsbereichs I/O and Networks bei Phoenix Contact Electronics
  • Peter Lutz, Managing Director Sercos International
  • Frank Iwanitz, Product Manager Industrial Ethernet bei Softing Industrial Automation

Karsten Schneider, Profibus Nutzerorganisation:

Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender der Profibus Nutzerorganisation
Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender der Profibus Nutzerorganisation ( PNO)

Bei den traditionellen Feldbussen ist Profibus heute klarer Weltmarktführer. Mit fast 50 Mio. installierten Knoten liegt er unangefochten vor anderen Bussystemen. Einer der Hauptgründe dafür liegt in den zahlreichen Anwendungsfeldern von Profibus. Er ist heute in allen Branchen vertreten. Von der Fertigungsautomatisierung, über den Maschinenbau bis hin zur Prozessautomatisierung, auch im explosionsgefährdeten Bereich. Daher verwundert es auch nicht, dass von allen führenden System- und Geräteherstellern der Automatisierungstechnik Produkte mit Profibus-Anschaltung vorhanden sind.

Profinet, der Industrial-Ethernet-Standard, wurde unter den Echtzeit-Ethernetsystemen in der jüngsten IMS-Studie als Marktführer ausgemacht. Hier hilft natürlich die große installierte Basis von Profibus, welche angefangen von der Factory Automation und gefolgt vom Maschinenbau schrittweise zu Profinet migriert. Das Verhältnis der heute verkauften Profinet zu Profibus-Knoten beträgt bereits 2 zu 3, mit steigender Tendenz.

Dennoch sehen wir in der nahen Zukunft nicht, dass Profibus komplett abgelöst wird. Vielmehr ergänzen sich die beiden Systeme bestens. Vor allem in der Prozessautomatisierung bietet Profibus mit dem Ex-Schutz, der langen Leitungslänge und der einfachen 2-Draht-Anschaltung mit Stromversorgung über den Bus Vorteile, die mit Ethernet so noch nicht erfüllt werden können.

Meilenstein der Automation: Weitsichtige Vernetzung mit PI-Technologien

Industrielle Kommunikation

Meilenstein der Automation: Weitsichtige Vernetzung mit PI-Technologien

02.07.18 - Ob Profibus, Profinet oder IO-Link – Garant für den Erfolg ist neben der Technologie auch die Verlässlichkeit, die internationale Standardisierung und das einzigartige Zertifizierungswesen. Damit erfüllen die Technologien von PI (Profibus & Profinet International) nicht nur heutige Aufgaben in der Kommunikation, sondern empfehlen sich auch für zukünftige Industrie-4.0-Konzepte. lesen

Profinet dagegen ist das leistungs- und ausbaufähigere System, welches zum Beispiel sowohl als leistungsfähiger Antriebsbus in der Maschine als auch als Automatisierungsbus in der kompletten Anlage eingesetzt werden kann. Es bietet somit auch die durchgängige Kommunikation über alle Ebenen, mit Blick auf Industrie 4.0 ein Muss. Daher haben wir auch die Proxy-Technologie entwickelt, die ein transparentes Zusammenspiel der beiden Systeme bei minimalem Konfigurationsaufwand ermöglicht.

Peter Pesch, Rockwell Automation:

Peter Pesch, Commercial Engineer Integrated Architecture bei Rockwell Automation
Peter Pesch, Commercial Engineer Integrated Architecture bei Rockwell Automation ( Rockwell Automation)

Ethernet-Systeme werden in naher Zukunft die Feldbussysteme ersetzen. Schon heute zeigt die Nachfrage, dass der Markt auf Ethernet/IP eingestellt ist. Der Großteil unserer derzeitigen Installationen im Anlagen- genauso wie im Maschinenbau ist heute standardmäßig mit Ethernet/IP ausgestattet, über 90 Prozent unserer neuinstallierten Systeme und Anlagen in Deutschland basieren heute auf Ethernet/IP. Das ist der beste Beweis, dass die Technik den aktuellen Bedürfnissen entspricht, der Kunde damit zufrieden und die Marktakzeptanz vorhanden ist. Denn die Funktionen und Einfachheit von Ethernet/IP basieren auf den Fähigkeiten, eine Echtzeit-Leistung mit der Belastbarkeit und Sicherheit von herkömmlichen Feldbus-Lösungen zu vereinen. Zudem ist die Lösung mit der Bandbreite, Offenheit uns der globalen Akzeptanz von Standard-Ethernet ausgestattet.

Industrial-Ethernet-Netzwerke überholen Feldbusse

Indutrielle Netzwerke

Industrial-Ethernet-Netzwerke überholen Feldbusse

16.03.18 - Die traditionellen Feldbusse sind von Industrial Ethernet überholt, so urteilt HMS Industrial Networks in seiner jährlichen Auswertung zu industriellen Netzwerken. Funktechnologien nehmen weiter zu. lesen

Indem Maschinenbauer auf Ethernet/IP standardisieren, setzen sie auf ein Standardnetzwerk, das ihre Gesamtkosten für das Design, die Entwicklung und die Lieferzeit von Maschinen reduziert. Zugleich sinken das Risiko und die Grenzen, die mit firmeneigenen Netzwerken assoziiert werden. Ethernet/IP ist das einzige industrielle Protokoll, das entwickelt und etabliert wurde, um von der Geräteebene an alles bis zur Endkunden IT-Infrastruktur und quer über Anwendungen wie diskrete Ablauf-, Safety-, Achs-, Prozess- und Antriebssteuerung miteinander zu verbinden. Dies hilft Maschinenbauern dabei, die Ausrüstung mit vor- und nachgelagerten Betrieben sicher zu verbinden.

Martin Rostan, Beckhoff Automation:

Martin Rostan, Leiter Technologie-Marketing bei Beckhoff Automation
Martin Rostan, Leiter Technologie-Marketing bei Beckhoff Automation ( Beckhoff Automation)

Als Pionier der modularen Ein-/Ausgangsbaugruppen für Feldbussysteme gehören wir sicherlich zu den größten Herstellern von Feldbus E/A. Seit 1995 haben wir viele Millionen dieser Busklemmen in den Markt gebracht, und sie haben ganz erheblich zu unserem außergewöhnlichen Wachstum beigetragen. Beckhoff steht für offene Steuerungstechnik, und so unterstützen wir mit unseren Produkten über 20 Feldbussysteme. Auch wenn Ethercat natürlich mittlerweile den mit Abstand größten Anteil ausmacht, werden wir auch weiterhin alle marktrelevanten Technologien unterstützen. Für neue Projekte setzen unsere Systemkunden heute fast durchgängig auf Ethercat, auch weil sich mit Ethercat als Systembus bei Bedarf alle anderen Busse via Gateways elegant und ohne Performanceverlust einbinden lassen.

Weil viele Maschinen und Anlagen aber über einen langen Zeitraum unverändert gebaut werden, werden uns die klassischen Feldbusse auch noch lange erhalten bleiben, und der Verkauf entsprechender Baugruppen wird auch weiterhin zu unserem Erfolg beitragen. Zudem werden ja viele unserer Komponenten mit Steuerungen dritter Hersteller eingesetzt: zwar sprechen die meisten Steuerungen mittlerweile Ethercat, aber eben noch nicht alle…

TSN – der neue Superheld?!

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TSN – der neue Superheld?!

23.10.17 - Auf der SPS IPC Drives gaben ABB, Bosch Rexroth, B&R, Cisco, General Electric, National Instruments, Kuka, Parker Hannifin, Schneider Electric, SEW-Eurodrive und TTTech bekannt, dass sie OPC UA over TSN als die Standard-Kommunikationslösung zwischen industriellen Steuerungen und der Cloud vorantreiben wollen. Wir haben nachgefragt, was sich bis jetzt bei der Standardisierung getan hat und welche Produkt-Prototypen es gibt. lesen

Stefan Schönegger, Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG):

Stefan Schönegger, Geschäftsführer der Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG)
Stefan Schönegger, Geschäftsführer der Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG) ( EPSG)

Wir sehen Powerlink als das führende Echtzeit-Ethernet-System am Markt. Derzeit stehen wir bei fast einer Million installierten Echtzeit-Applikationen im Feld. Wir sind überzeugt, dass wir damit ganz vorn liegen. Die konkreten Marktanteile sind uns jedoch nicht bekannt, weil Powerlink als Open-Source-Technologie verfügbar ist und dadurch völlig ohne Lizenzierung eingesetzt werden kann. Powerlink deckt alle Anforderungen von klassischen Feldbussystemen ab und bietet darüber hinaus einen deutlichen Mehrwert. Dies umschließt neben den bekannten Vorteilen der Geschwindigkeit auch die Themen Anschaltungskosten und Aufwände für die Installation. Deshalb spielen Feldbussysteme für uns keine Rolle mehr. Wir setzen durchgängig auf Industrial Ethernet.

Holger Zeltwanger, CAN in Automation und CiA-Geschäftsführer:

Holger Zeltwanger, geschäftsführendes Vorstandsmitglied von CAN in Automation und CiA-Geschäftsführer
Holger Zeltwanger, geschäftsführendes Vorstandsmitglied von CAN in Automation und CiA-Geschäftsführer ( CAN in Automation)

Industrial-Ethernet-Systeme werden niemals alle anderen seriellen Kommunikationssysteme ersetzen. Sie werden sogar zahlenmäßig in den nächsten Jahren weder die EIA-485-basierenden noch die sogenannten Feldbussysteme übertreffen. Auch ein PC hat in Zukunft mehr USB-Schnittstellen als Ethernet-Anschlüsse.

Im letzten Jahr wurden rund 800 Millionen CAN-Schnittstellen installiert. Selbstverständlich gehen die meisten, rund 80 Prozent, in die Automobilindustrie. Der Rest, 20 Prozent, wird in vielen „eingebetteten“ Steuerungssystemen eingesetzt. Wie hoch der Anteil des Maschinen- und Anlagenbaus ist hängt davon ab, welche Märkte man berücksichtigt. Nimmt man die im VDMA organisierten Branchen, entspricht dies mehr als 10 Prozent vom CAN-Gesamtmarkt sein (ca. 80 Millionen).

BUCHTIPP Ohne eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist Industrie 4.0 nicht umsetzbar. OPC UA ist genau dafür konzipiert – doch der Einstieg ist nicht immer einfach. Das Fachbuch „Praxishandbuch OPC UA“ hilft weiter.

Mit dem neuen CAN-FD-Protokoll, das die Busbandbreite verfünffacht und Datenlängen bis zu 64 Byte unterstützt, dürfte sich der Zenit des CAN-Marktes um weitere fünf bis zehn Jahre in die Zukunft verschieben. Wir rechnen damit, dass am Ende dieser Dekade rund zwei Milliarden CAN-Chips pro Jahr installiert werden.

Martin Schuller, Varan-Bus-Nutzerorganisation (VNO):

Martin Schuller, Obmann Varan-Bus-Nutzerorganisation (VNO)
Martin Schuller, Obmann Varan-Bus-Nutzerorganisation (VNO) ( VNO)

Die Marktanteile von Varan haben sich in den letzten Jahren sehr zufriedenstellend entwickelt. Im stark wachsenden Markt der Ethernet-Systeme hat Varan konstante Marktanteile, das ist erfreulich. Es gibt Branchen wie die Spritzgusstechnik und die Messtechnik, wo unser System aufgrund der hohen Datenübertragungsraten und der großen Datensicherheit besonders stark ist. Dort haben sich die Stückzahlen in den letzten Jahren sehr positiv entwickelt. Generell wird Varan in Anwendungen eingesetzt, wo es um hohe Geschwindigkeit und Synchronisationsqualität geht.

Die Feldbussysteme werden aufgrund der Tatsache, dass bei vielen Kunden Anlagen gebaut werden, die vor dem Industrial-Ethernet-Zeitalter entwickelt wurden und bei denen die Übertragungsgeschwindigkeit keine Rolle spielt noch einige Jahre im Einsatz sein. Der Trend bei neuen Maschinen geht aber eindeutig weg vom Feldbus, hin zum Ethernet.

Martin Müller, Phoenix Contact Electronics:

Martin Müller, Leiter des Geschäftsbereichs I/O and Networks bei Phoenix Contact Electronics
Martin Müller, Leiter des Geschäftsbereichs I/O and Networks bei Phoenix Contact Electronics ( Phoenix Contact)

Diese Frage kann nicht pauschal beantwortet werden, denn sie hängt von der jeweiligen Produktfamilie ab. Während feldbusbasierte Geräte und Systeme noch in vielen vorhandenen Maschinen und Anlagen eingesetzt werden und dort noch leichte Steigerungsraten erzielen, werden neue, moderne Automatisierungssysteme vorwiegend auf der Grundlage Ethernet-basierter Kommunikationslösungen und hier vor allen Dingen mit Profinet realisiert. Aufgrund deutlich zweistelliger Zuwachsraten pro Jahr haben sie bereits die Absatzzahlen von feldbusbasierten Komponenten erreicht und werden in den nächsten Jahren den überwiegenden Absatzanteil ausmachen.

Feldbusbasierte Systeme werden allerdings auf absehbare Zeit nicht vom Markt verschwinden, da zahlreiche bestehende Maschinen- und Anlagen-Designs nicht mehr auf Ethernet-basierte Systeme umgestellt werden.

Peter Lutz, Sercos International:

Peter Lutz, Managing Director Sercos International
Peter Lutz, Managing Director Sercos International ( Sercos International)

Sercos hat sich seit der Markteinführung zu Beginn der 1990er Jahre zu einem der weltweit führenden Bussysteme im Maschinenbau entwickelt und sich in unterschiedlichsten Branchen, etwa in der Verpackungs-, Druck- und Werkzeugmaschinenindustrie, als herstellerunabhängige Technologie etablieren können. In den letzten Jahren hat sich Sercos von einer spezifischen Antriebsschnittstelle - Sercos I/II - zu einem universellen Automatisierungsbus auf Basis von Industrial-Ethernet - Sercos III - gewandelt. Nach verschiedenen unabhängigen Marktstudien gehört Sercos III, das 2005 im Markt eingeführt wurde, zu den führenden Bussystemen im Maschinenbau und ist darüber hinaus eines der am stärksten wachsenden Industrial-Ethernet-Systeme im Markt.

Wir stellen fest, dass neu entwickelte Automatisierungsgeräte und Maschinenprojekte fast ausschließlich auf der Basis von Sercos III realisiert werden. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass in vielen Maschinen und Anlagen noch das traditionelle Sercos I/II zum Einsatz kommt. Damit folgt Sercos dem allgemeinen Trend, dass Feldbusse und Industrial-Ethernet noch auf längere Zeit koexistieren werden.

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Frank Iwanitz, Softing Industrial Automation:

Frank Iwanitz, Product Manager Industrial Ethernet bei Softing Industrial Automation
Frank Iwanitz, Product Manager Industrial Ethernet bei Softing Industrial Automation ( Softing)

Nachdem die Spezifikationen jetzt soweit abgeschlossen sind, haben sich Ethercat, Ethernet/IP, Ethernet Powerlink und Profinet als die vier relevanten Industrial-Ethernet-Protokolle für die Fabrikautomatisierung etabliert. Darunter besitzen Ethercat und Profinet die größten Marktanteile. Diese Situation ändert sich auch in den kommenden fünf bis zehn Jahren nicht wesentlich. Daneben kommen Profinet und Ethernet/IP nun auch in Prozessautomatisierungsprojekten zum Einsatz, mittelfristig allerdings nicht auf breiter Basis. Dieser Marktentwicklung tragen wir von Softing-Seite Rechnung und unterstützen diese vier Protokolle auch in unseren Produkten.

In spätestens fünf Jahren werden Neuinstallationen überwiegend in Industrial-Ethernet-Technologie ausgeführt werden, während Feldbusse in bestehenden Anlagen erhalten bleiben. Hier wird es auch zukünftig zum Austausch von Geräten und zu Erweiterungen von Anlage kommen.

Teil zwei der Serie handelt davon, wie der Anwender von einem Wechsel auf Ethernet profitiert.

 Profinet einfach erklärt: Von Aktualisierungsrate bis Zykluszeit

Profinet

Profinet einfach erklärt: Von Aktualisierungsrate bis Zykluszeit

17.07.18 - In dem Kurzfilm „Profinet: Technologie einfach erklärt” erläutert das Unternehmen Indu-Sol, wie Profinet funktioniert und wie der Anwender ein stabiles Netzwerk aufbauen kann, um eine langfristig stabile Datenkommunikation zu erreichen. lesen

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