Feldbussystem Von Allen-Bradley bis Rockwell: Wo das Ethernet/IP erdacht wurde

Evolution statt Revolution – der Gedanke an eine stete Weiterentwicklung zieht sich bei Allen-Bradley wie ein roter Faden durch die Geschichte. Auch unter dem Dach von Rockwell, wo der Industriepionier später mit Ethernet/IP den Markt nachhaltig prägen sollte.

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Ein 15-jähriger Technikfreak hat eine Idee und entwickelt ein revolutionäres neues Produkt. Das kommt schon einmal vor. Nun ja, nicht ganz, immerhin sprechen wir hier vom Jahr 1893. Der frühreife Entwickler heißt Lynde Bradley. Und bereits mit 16 Jahren erhält er sein erstes Patent für eine elektrisch betriebene Wetterfahne. Beeindruckt von diesem technischen Verständnis investiert der Arzt der Familie – kein anderer als Stanton Allen – 1.000 Dollar in das junge Geschäft des Teenagers.

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Einige Jahre und viele erfolgreiche Erfindungen später wird die Allen-Bradley Company gegründet. Nachdem die Firma bereits beide Weltkriege sowie die Weltwirtschaftskrise überstanden hatte, entwickelte sie sich zu einem der weltweit führenden Technologieunternehmen. In den 1980er Jahren schließlich übernahm die ebenso geschäftstüchtige Rockwell International Allen-Bradley, wo unter anderem dann auch das Industrieprotokoll Ethernet/IP entwickelt wurde.

Zur Unternehmens-DNA zählte seit jeher der Forscherdrang, neue und noch bessere Lösungen zu finden. Nicht von ungefähr listet A-B so einige Erfindungen in seiner Chronik: den ersten variablen Drehzahlregler für Elektromotoren beispielsweise im Jahr 1901, erste programmierbare PLC-Architektur (1970) und das erste Factory-LAN (1979), um nur einige zu nennen.

In den frühen Tagen ersetzte das Unternehmen mit einigen neuen Erfindungen sogar die bis dahin meistverkauften Eigenprodukte – was nicht jeder nachvollziehen konnte. Doch gerade weil sich das Unternehmen jeweils früh mit jeder neuen technologischen Weiterentwicklung befasste, gehörte es immer zu den Vorreitern bei Innovationen und bewahrte sich gleichzeitig den Kern seiner Tradition.

Bewährte Technologien ergänzen, nicht ersetzen

Auf ähnliche Weise gilt auch Industrie 4.0 eher als eine Evolution, die auf Altem und Bewährtem aufbaut, und nicht als eine Revolution, die das Bisherige obsolet macht. Fertigungsprozesse und -systeme können organisch wachsen, wenn bewährte Technologien durch neue ergänzt und Erfahrungen der Vergangenheit durch Innovation erweitert werden.

Dieses Motiv liegt auch der Integrated Architecture von Rockwell Automation zugrunde. Die multidisziplinäre Plattform verbindet Automatisierungsarchitektur mit einem auf Ethernet/IP basierenden Netzwerk. Dank der offenen Schnittstellen und integrierten Kompatibilität können Unternehmen ihre Systeme individuell modernisieren und weiterentwickeln – wann und wie sie Bedarf haben.

Mit dem Wachstum ihres Unternehmens hatten Lynde Bradley und seine Partner immer die neuesten Innovationen im Blick, die Unternehmen bei der Nachfrage einer wachsenden Konsumgesellschaft unterstützen konnten. Ethernet/IP bietet ein vergleichbar stabiles und dennoch agiles Fundament für eine Fertigungsanlage. Auf diese Weise haben Unternehmen die Möglichkeit, sich an den steten Wandel der Kundenbedarfe anzupassen.

Flexibilität und Agilität durch modulare Netzwerktopologie

Aus Sicht von Rockwell Automation lassen sich die Vorteile des Ethernet/IP besonders dann nutzen, wenn das anlagenweite Netzwerk einer logischen Topologie unterliegt. Dafür gilt es, das Netzwerk in Zonen aufzuteilen und die erforderlichen Automatisierungs- und Steuersysteme, Server und sonstigen Geräte innerhalb der Topologie einzurichten, und zwar basierend auf ihrem Standort, ihrer Funktion, ihrer Verfügbarkeit und Leistung.

Steht die Topologie auf einem standardisierten Fundament wie Ethernet/IP, lassen sich ältere Maschinen aktualisieren und nahtlos in neue Technologien und optimierte Prozesse integrieren. Kaum ein Hersteller kann es sich leisten, bestehende Fertigungssysteme komplett auszumustern und durch neue intelligente Maschinen zu ersetzen. Es geht immer noch um Evolution statt Revolution.

Jede Maschine und jedes Gerät erzeugen gleichzeitig Daten – und schaffen damit im Prinzip bereits seit vielen Jahren die heute topaktuelle Grundvoraussetzung für Unternehmen und Maschinenbauer, die Industrie 4.0 in ihren Märkten voranbringen wollen. Während Maschinenbauer mit diesen Daten bessere Maschinen fertigen und ihren Wettbewerbsvorteil ausbauen können, ermöglichen sie Herstellern eine optimierte Produktivität und Leistung. Ethernet/IP gilt hier als eine optimale Lösung, um die Informations- und die Produktionstechnologie zusammenzuführen und so für einen vollständigen Überblick über den Betriebsstatus zu sorgen. Damit lassen sich nicht nur Ressourcen planen, sondern auch alle Aspekte eines Betriebs zielgerichtet in einer Zukunftsstrategie bündeln.

Mit der Weiterentwicklung von Werkssystemen durch neue Technologien, etwa Mobilgeräten und Analysen, eröffnen sich auch neue Einnahmequellen. Ebenso wie die Vernetzung älterer und neuer Technologien erleichtert eine offene Infrastruktur auch die Interaktion von Maschinen, Steuerungssystemen und Geräten unterschiedlicher Anbieter.

Im Hinblick darauf hat sich Rockwell Automation kürzlich den Firmen ABB, Belden, Bosch Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Kuka, National Instruments, Parker Hannifin, Phoenix Contact, Pilz, Schneider Electric, TTTech und Wago angeschlossen (die sogenannte OPC-UA-TSN-Initiative), um eine Kommunikationslösung für Echtzeit- und Sensor-to-Cloud-Anwendungen im industriellen Umfeld zu entwickeln. Die auf dem OPC-UA-Protokoll basierende Lösung ermöglicht einen einfachen und sicheren Datenaustausch über verschiedene Anbietertechnologien und TSN-Standards (Time-Sensitive Networking) hinweg. Das verbessert die Belastbarkeit in konvergenten industriellen Netzwerken.

KI hilft in der Fertigung bei der Kommunikation

Das Erfassen und Bereitstellen von Daten ist nur der erste Schritt. Daher hat Rockwell Automation neue Funktionen künstlicher Intelligenz (KI) in seine Plattform Factorytalk Analytics integriert. Sie helfen den Mitarbeitern, die Vorgänge in ihrem Betrieb besser nachzuvollziehen. Mit Factory Talk Analytics lassen sich mehrere Datenquellen von unterschiedlichen Geräten oder Systemen vernetzen.

Durch den Einsatz von Mobiltechnologien für die Analysen lassen sich im Problemfall zudem automatisiert Warnmeldungen an die zuständigen Spezialisten senden. Ein Beispiel hierfür ist die App Factorytalk Teamone. Sie erleichtert Arbeitskräften die Zusammenarbeit an Maschinen und Geräten, indem sie Informationen austauschen, Live-Diagnosen einsehen, auf Alarme reagieren und Fehler beheben können. Auch hier dient ein offenes Ethernet/IP-Netzwerk als Fundament für eine einfache Integration aller Maschinen und Geräte.

Einige Hersteller verfügen nicht über das spezifische Fachwissen, um eine Strategie für ihren digitalen Wandel auszuarbeiten. Daher hat Rockwell Automation die softwaregestützten Connected Services entwickelt, mit Diensten rund ums Analysieren, Interpretieren, Umsetzen und Überwachen industrieller Infrastrukturen. Interessanterweise sind die Connected Services der derzeit am schnellsten wachsende Geschäftsbereich von Rockwell Automation.

Wie bei seinen Connected Services hat Rockwell Automation seine langjährige Erfahrung auch zur Verbesserung der Maschinen- und Gerätesicherheit seiner Kunden eingesetzt. Über die Jahre hat der Traditionskonzern hierfür zunehmend intelligente Sicherheitskonzepte integriert. Sie unterstützen Unternehmen nicht nur beim Schutz ihrer Arbeitskräfte, sondern auch beim Automatisieren und beim Minimieren von Ausfallzeiten.

Der Datenaustausch via Ethernet/IP ist auch hier wieder ein wichtiger Grundstein für die Sicherheit. Durch die Kombination von Sicherheits- und Produktionsdaten erhalten Bediener außerdem einen besseren Einblick in die Häufigkeit, die Dauer sowie Zeit und Ort von sicherheitsbedingten Ausfällen. Ein Vorteil für alle Seiten. Damit ist das Unternehmen heute weltweit führend im Bereich industrieller Sicherheit.

Das Geheimnis für ein erfolgreiches und langlebiges Unternehmen ist, über seine Grenzen hinauszugehen und mit dem bisher angesammelten Fachwissen Neuerungen und Weiterentwicklungen voranzutreiben. Wie bei einem Weinberg, wo die ältesten Reben die tiefsten Wurzeln haben und häufig den hochwertigsten Wein hervorbringen. Ein Bild, das Rockwell Automation gefällt. Seit seinen Anfängen mit dem jungen Technikfan Lynde Bradley war es stets das Ziel von Rockwell Automation, die besten und innovativsten Technologien hervorzubringen – sprich, sich auf seine Wurzeln zu besinnen.

* *Dr. Jürgen K. Weinhofer, Vice President Common Architecture & Technology bei Rockwell Automation

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