Ethercat Technology Group: Interview mit Martin Rostan „Wir halten Ethercat einfach und beständig“

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Die Ethercat Technology Group ist die größte und am schnellsten wachsende Feldbusorganisation. Wir haben uns mit dem Executive Director der ETG, Martin Rostan, darüber unterhalten, was den Erfolg ausmacht. Und was sich in Sachen Gigabit und TSN tut.

Herr Rostan, wie entwickelt sich die Ethernet Technology Group?

Die internationale Anwender- und Herstellervereinigung hat inzwischen über 6.700 Mitglieder aus 69 Ländern. Diese setzen sich zusammen aus Unternehmen und rund 300 Universitäten. Letztere zeigen, dass Ethercat auch in der akademischen Welt eine hohe Aufmerksamkeit genießt. Dabei zeigt die Mitgliederentwicklung seit Gründung der ETG im November 2003 eine relativ konstante lineare Entwicklung nach oben. Seit 2014 verzeichnen wir stets eine Zunahme an Neumitgliedern von über 400 pro Jahr. Die Nachfrage ist nach wie vor stark, trotz der fehlenden Präsenzveranstaltungen, wo wir auch immer wieder Mitglieder gewonnen haben.

An was machen Sie diesen kontinuierlichen Erfolg fest?

Zu diesem beständigen Wachstum trägt zum einen unsere Kontinuität in der technologischen Entwicklung bei. Das bedeutet, dass wir lieber eine vorsichtige abwärtskompatible Weiterentwicklung der Technologie favorisieren als das Ankündigen von neuen Versionen, die sich dann entweder gar nicht materialisieren oder aber zu einem Technologiebruch führen. Dass wir bislang Ethercat immer nur abwärtskompatibel erweitert, aber nie verändert haben, ist ein ganz großes Gut und wird sehr geschätzt.

Zum anderen es ist das Funktionsprinzip der Ethercat-Technologie, was auch unser Alleinstellungsmerkmal ist: Jedes Bustelegramm oder Frame wird von den Teilnehmern im Durchlauf bearbeitet. Das heißt, jeder Knoten entnimmt dem durchlaufenden Frame die für ihn bestimmten Daten und fügt die zu sendenden Daten in genau diesen Frame ein. Was Ethercat sehr einfach in der Anwendung und gleichzeitig kostengünstig macht. Und weil wir dadurch viel weniger Overhead haben, sind wir viel effizienter als alle Wettbewerbssysteme. Das ist der Grund, warum unser Ethernet-Feldbus, wie wir ihn nennen, als die mit Abstand schnellste Feldbustechnologie gilt.

Vor geraumer Zeit hatten Sie Ethercat G und G10 vorgestellt. Das Protokoll an sich bleibt auch hier dasselbe. Wie weit ist die Gigabit-Lösung?

Ethercat G – also auf Gbit hochskaliertes Ethercat– ist bei Beckhoff im X Planar Planarmotor-Antriebssystem bereits erfolgreich im Einsatz. Das ist aber noch nicht die allgemeine Lösung: es fehlen noch wichtige Erweiterungen für die vollständige Abwärtskompatibilität, wie etwa die Branch Controller Eigenschaften und die automatische Bitraten-Umstellung. Diese sind zwar weitgehend fertig spezifiziert, aber noch nicht implementiert und ausgetestet. Um es nüchtern zu sagen: Im Moment ist leider nicht die beste Zeit, um technologische Quantensprünge zu implementieren. Vielmehr kämpfen alle damit, lieferfähig zu bleiben. Entwicklungsressourcen sind durch Redesigns gebunden, um Chips, die nicht verfügbar sind, zu ersetzen. Auch die Software muss entsprechend angepasst werden, um die Hardwarearchitekturen zu bedienen, die man jetzt noch bauen kann.

Für komplett neue Dinge ist daher im Moment wenig Zeit und das ist auch der Grund, warum sich bei der ETG das Ethercat G-Thema noch nicht voll umgesetzt hat. Es kommt sicher, nur gibt es eben im Moment weder auf Entwicklerseite noch auf Anwenderseite die Kapazität das vollends für den Praxiseinsatz fertig zu stellen.

Ethercat ist mit 100 Mbit Performance doch für die meisten Anwendungen heute immer noch schnell genug. Gigabit kann also ruhig noch etwas in die Zukunft verschoben werden?

Ganz genau, das ist kein Problem. Konkret brauchen heute in der Tat erst sehr wenige Anwendungen die zusätzliche Bandbreite, die Ethercat G und G10 bereitstellen. Hierzu gehören Systeme mit besonders ‚datenhungrigen‘ Geräten, wie zum Beispiel Kameras mit Live-Bildern, High-End-Messtechnik oder eben auch besonders anspruchsvolle Motion-Control-Systeme wie das bereits angesprochene X Planar. Und für die meisten dieser Anwendungen gibt es sehr gut funktionierende, seit Jahren eingeführte Lösungen, die man auch als Workaround verstehen kann. So lässt sich die verfügbare Bandbreite von 100 Mbit Ethercat ja weiter steigern, indem man mehrere Ethercat-Stränge parallel betreibt.

Die wichtige Botschaft an die Ethercat-Anwender aber ist: Es gibt eine Roadmap und wie man die ETG kennt, wird die Technologieerweiterung dann, wenn sie nötig ist, auch da sein. Natürlich abwärtskompatibel. Unsere Mitglieder sind froh darüber, dass wir Stabilität nicht nur predigen, sondern leben. Das wird auch mit Ethercat G so bleiben. Denn wir werden Ethercat 100 Mbit nicht ersetzen, sondern nur ergänzen und beide Bitraten werden zusammen parallel leben. Aber auch darin bin ich sicher: Das Stückzahlgeschäft wird bei 100 Mbit bleiben, zumal Ethercat in Steuerungsanwendungen bei 100 Mbit dank seiner besonders guten Bandbreitennutzung performanter ist als alle anderen Protokolle auf Gigabit-Ethernet.

Zukunftsthema Gigabit, da komme ich zwangsläufig auch zu der Frage nach TSN…

Genau, da kommen wir jetzt folgerichtig drauf. Die TSN-Technologien sehen wir ebenfalls als wichtige Ergänzung von Ethernet, sind entsprechend offizieller Liaison-Partner des IEEE Arbeitskreises und waren nicht umsonst die erste größere Feldbus-Organisation mit einer TSN-Spezifikation – wobei wir ja die TSN-Technologien nicht in Ethercat selbst integrieren, sondern Ethercat Segmente an TSN-Domänen anschließen, also Ethercat selbst nicht verändern. Unsere TSN-Aktivitäten verlieren durch Ethercat G auch nicht an Bedeutung. Jedoch beobachte und behaupte ich, dass der Hype schon wieder vorüber ist. Mittlerweile dürfte den meisten Leuten klar geworden sein, dass TSN die hohen Erwartungen, die in die Technologien gesetzt wurden, nicht erfüllen wird.

Man wird zwar mit TSN in abgeschlossenen Systemen, die aus einer Hand oder einem Konsortium stammen sicherlich ordentliche Echtzeit-Eigenschaften realisieren können. Aber ich glaube eben nicht mit günstiger Hardware aus der IT-Welt, nicht mit herstellerunabhängigen Tools und schon gar nicht auf einfache Weise. Zudem wird es noch lange dauern, bis die TSN-Spezifikationen vollständig und stabil sind.

Es gibt ja verschiedene TSN-Aktivitäten, es kocht also doch wieder jeder sein eigenes Süppchen, ohne eine herstellerübergreifende Lösung?

Ja, wir sehen inzwischen, dass die verschiedenen Konsortien ganz unterschiedliche TSN-Gerichte zusammenrühren, die kaum Überlappung haben. Ich vergleiche TSN gern mit einem Gewürzregal mit ganz vielen verschiedenen Gewürzen, das ohne Rezept angeboten wird. Jeder Koch stellt sich jetzt sein eigenes TSN-Rezept zusammen und macht aus denselben Gewürzen etwas völlig anderes. Nun hängt es von den Fähigkeiten des Kochs ab, wie gut das Ergebnis wird.

Deswegen erwarte ich, dass es – wie gehabt – viele Nischen- bzw. Insellösungen geben wird und keinen generischen Ansatz für TSN in der Automatisierung. Zudem werden sie komplex und teuer sein und sich hinsichtlich der Performance in manchen Szenarien vielleicht irgendwann mal an das annähern, was Ethercat mit 100 Mbit heute kann, aber eben nicht mehr.

Der Arbeitskreis der IEC/IEEE 60802 hat sich doch zum Ziel gesetzt, den Einsatz von TSN in der Automatisierungstechnik zu standardisieren?

Der hat aber nicht das Ziel Interoperabilität zu schaffen, sondern Koexistenz, also dass die unterschiedlichen Ansätze nebeneinanderher in der gleichen TSN-Domaine existieren können. Man hat nicht das Ziel, dass alle Anwender TSN auf die gleiche Art nutzen. Um noch einmal die Küchen-Analogie zu nehmen, wird der Standard letztendlich den Chipherstellern sagen: Hier ist das Standardgewürzregal, mit dem jeder Durchschnittskoch klarkommt.

Die Hoffnung auf TSN basiert ja zu einem großen Teil auf der Akzeptanz der TSN-Technologien in der allgemeinen IT-Welt: Nur wenn TSN dort den Durchbruch schafft, erfüllen sich die Versprechen auf günstige Chips, Tools und Herstellerunabhängigkeit. Aber dieser Durchbruch ist bisher nicht zu sehen: in der IT wird die Frage nach besserer Performance weiterhin durch ‚noch mehr Bandbreite‘ beantwortet: das erfüllt dann zwar nicht die Forderungen nach harter Echtzeit, aber diese Anforderung hat die IT-Welt ja nicht wirklich. Und daher gibt es die günstigen TSN-Chipentwicklungen beispielsweise für Switches mit vielen Ports bisher gar nicht, auf die in der Automatisierungstechnik viele warten.

Was bedeutet das für Ethercat?

Für uns ist TSN in der Automatisierungstechnik ein weiterer Schub und keine Herausforderung. Wir werden TSN da nutzen, wo es hingehört: im Multiprotokoll-Ethernet-Netzwerk oberhalb der Steuerung. Und: unser TSN-Ansatz vermeidet auch hier, Investitionen obsolet zu machen, setzt auch da auf Stabilität. Dazu kommt noch, dass der Einsatz von Ethercat weiterhin einfach bleibt, während TSN sicher komplex wird. Wir erwarten also, dass die durch TSN verursachten Technologiebrüche zu verstärkter Nachfrage nach Ethercat führen werden.

Nun entscheiden sich Anwender in der Regel zuerst, welchen Steuerungshersteller sie wählen und bekommen dann das Bussystem ‚dazu‘. Was sagen Sie den Maschinenbauern?

Ja, ich schätze, dass vier von fünf Feldbus-Entscheidungen implizit getroffen werden und nicht explizit. Ist es zum Beispiel Siemens, wird es Profinet. Ist es Beckhoff, wird es natürlich Ethercat.

Doch wir von der ETG versuchen die Maschinenbauer herauszufordern und ihnen deutlich zu machen, dass das Bussystem nicht egal ist, dass es nicht nur ‚Beifang‘ ist. Es ist vielmehr ein zentrales Element der Steuerungsarchitektur, wenn nicht sogar das zentrale, weil es großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems hat. Ich benutze hier gern das Beispiel von einem Rennwagen mit Fahrradrädern: Ich habe zwar einen starken Motor, kriege aber die Performance nicht auf die Straße.

Wer sich explizit für Ethercat entscheidet, bindet sich auch nicht an einen Steuerungshersteller. Sondern kann einen der 230 Steuerungshersteller wählen, die Ethercat unterstützen. Das Gleiche gilt auch für die IOs und alle anderen Komponenten. Immer mehr große Maschinenbauer wissen das zunehmend zu schätzen, weil ihnen die Abhängigkeit von einem Lieferanten eben auch nicht mehr schmeckt, gerade in diesen Zeiten.

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