Industrial Ethernet (IE) wird immer beliebter – und stellt spezifische Anforderungen an Anbieter von Pneumatikventilen. Besonders gefragt ist eine zuverlässige, stabile und leistungsstarke Konnektivität. Hier kommt der neue Netzwerkknoten P2M IE der Parker Hannifin GmbH zum Einsatz.
Inhaltsverzeichnis
1. Industrial Ethernet in der Smart Factory
2. Protokolle für einen besseren Determinismus
3. Zuverlässige Netzwerkknoten für kosteneffiziente Konnektivität
Industrial Ethernet weist eine jährliche Wachstumsrate von 22 Prozent auf und repräsentiert derzeit 52 Prozent des gesamten Konnektivitätsmarktes. Für die steigende Popularität des Industrial Ethernet (IE) gibt es viele Gründe. So wurden in den letzten Jahren mehrere IE-Protokolle eingeführt. Sie bieten eine höhere Verfügbarkeit als herkömmliche Feldbusse und deshalb übernahmen die Hersteller von Automatisierungsgeräten sie weitgehend. Eine hohe Benutzerfreundlichkeit, eine gute Rückwärtskompatibilität und die Verfügbarkeit robuster, fest verdrahteter Komponenten, die vor elektrischen Störungen geschützt sind, tragen ebenfalls zur wachsenden Beliebtheit von IE bei. Weitere Gründe für das erhebliche Wachstum des globalen IE-Marktes sind das vermehrte Aufkommen von Cloud-Technologien sowie die gestiegene Nachfrage nach vernetzten Geräten.
Industrial Ethernet in der Smart Factory
Industrie 4.0 unterstützt die Entwicklung intelligenter Fabriken, sogenannter „Smart Factories“, mit vorausschauender Wartung und integrierter Diagnose. Das Ziel ist letztlich die Beseitigung von Ausfallzeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität. Das verlangt intelligenteste, flexibelste und dynamischste Anlagen. Es gilt, Fertigungsprozesse neu zu organisieren und Produktionsketten über Unternehmensgrenzen hinweg eng miteinander zu verzahnen – von Lieferanten über Logistik bis hin zum Product Lifecycle Management.
Um diese Ziele zu erreichen, setzen intelligente Fabriken auf eine fortschrittliche Datenerfassung und -analyse. In einem IE-Netzwerk bedeutet dies, die Produktivität mithilfe einer in Echtzeit kontrollierten Fertigung zu steigern. Dabei erfasst und generiert das IE-Netzwerk Daten, die sowohl eine vorausschauende Wartung unterstützen als auch, aufgrund exakter Rückmeldungen aus dem laufenden Fertigungsprozess, Entscheidungen erleichtern. Solche Analysen führt der Anwender auf verschiedene Weise durch: entweder indem er Daten bei Bedarf speichert und abruft (azyklische Daten) oder dadurch, dass sie in Echtzeit über das Netzwerk zur sofortigen Information zurückgegeben werden (zyklische Daten).
Protokolle für einen besseren Determinismus
IE erfordert oft robuste Steckverbinder, Kabel und einen besseren Determinismus – als Garantie dafür, dass das Netzwerk die Arbeitslasten rechtzeitig an die vorgesehenen Knoten bringt. Für einen verbesserten Determinismus verwendet das IE spezielle Protokolle. Solche Anwendungsprotokolle wie zum Beispiel Profinet, Ethernet/IP oder EtherCAT sind in der Industrie weit verbreitet, da die Anwender höhere Datenraten und Entfernungen fordern.
Jedes Protokoll verfügt über einen eigenen Satz von Attributen, sodass die Auswahl anwendungsabhängig ist. Profinet beispielsweise ist so kompatibel, dass es neben Echtzeitkanälen auch einen Standard-TCP/IP-Stack unterstützt. Alternativ verwendet der Anwender beim Einsatz von EtherNet/IP gewöhnliche Switches und andere IE-Standard-Infrastrukturen – das hält die Gerätekosten niedrig. EtherCAT führte das Prinzip des Pass-Through-Readings (On-the-Fly-Verarbeitung) ein, das Single-Node-Targeting beseitigt und eine maximale Bandbreitenauslastung ermöglicht. Unabhängig davon, welches Protokoll am besten für die jeweilige Anwendung geeignet ist, genügten diese Durchbrüche, um IE zu einem wichtigen Bestandteil von Steuerungssystemen auf der ganzen Welt zu machen.
Ein weiterer Vorteil des IE ist die Kompatibilität mit Standard-Access Points, Routern, Consumer Switches, Hubs, Kabeln und Glasfasern. Zwischenzeitlich können Peer-to-Peer-Architekturen Master-Slave-Konfigurationen ersetzen, was die Interoperabilität optimiert. IE spart nicht nur Platz und Verkabelung, sondern vereinfacht durch hochverfügbare Systemintegrationstools auch die Inbetriebnahme von Anlagen.
Zuverlässige Netzwerkknoten für kosteneffiziente Konnektivität
Trotz der zunehmenden Akzeptanz und Verbreitung von IE, ist die einfache, kosteneffiziente Herstellung von IE-Konnektivität nach wie vor ein Schlüsselthema für die Entwickler von Automatisierungstechnik. Ingenieure, die ein kostengünstiges Mittel zum Anschluss von Pneumatikventilen an das IE suchen, können nun auf neue hochleistungsfähige und zuverlässige Netzwerkknoten zugreifen – beispielsweise den neuen P2M IE von Parker Hannifin. Den Netzwerkknoten entwickelten die Ingenieure im Hinblick auf eine fortschrittliche Fabrikautomatisierung, da er preisgünstig und einfach zu konfigurieren ist. Er eignet sich für den Anschluss von Parkers ISO-Ventile der H-Serie, das Moduflex-Ventil und das H Micro-Ventil an das IE-Netzwerk.
Kostengünstige Netzwerkknoten mit integrierter Diagnose machen die Anbindung zu einer vorteilhaften Alternative zu herkömmlichen fest verdrahteten Lösungen. Sie tragen dazu bei, Komplexität und Kosten an der Maschine zu reduzieren; gleichzeitig unterstützen sie einfache Diagnosen, die für die Ausrichtung an den Bedürfnissen und Zielen von Smart Factories sowie Industrie 4.0 erforderlich sind. Zu diesem Zweck bietet Parker jetzt eine breite Palette von IE-Konnektivitätsoptionen, darunter EtherNet/IP, Profinet IO, EtherCAT, Ethernet PowerLink, Modbus TCP/IP und CC-Link IE-Protokolle.
Zur weiteren Optimierung der Netzwerkkonnektivität trägt das Netzwerkportal der H-Serie des Herstellers bei. Es verbessert die Flexibilität der Maschine für IE-Anwendungen mit dem ISO-Ventil der H-Serie mit Universalverteiler. Das Netzwerkportal verwaltet digitale Maschinen- oder IO-Link-I/Os, sodass der Anwender keine zusätzlichen SPS-Ein- und Ausgabekarten oder andere Fernmodule benötigt. Die I/O-Konnektivität des Ventilblocks über das Netzwerkportal ermöglicht eine einfache, kosteneffiziente und zentrale Maschinenanwendung – auch in ätzenden, nassen oder explosionsgefährdeten Bereichen und sogar bei extremen Temperaturen.
Anspruchsvolle Automatisierungsanwendungen wie Motion Control und Safety sind ebenfalls ideale Anwendungsfelder für IE. Beide profitieren von der Zuverlässigkeit und zusätzlichen Bandbreite der Connectivity-Lösung. Dank IE ist die kostengünstige Konnektivität mit integrierter Diagnose endlich Realität. Das reduziert Komplexität sowie Kosten und kommt so den Bedürfnissen von Smart Factories und Industrie 4.0 entgegen.
In Zukunft wachsen IE-Netzwerke weiter und entwickeln sich zu einem wichtigen Standbein in der industriellen Kommunikation. Sie tragen zur Steuerung von Industrie und Infrastruktur bei, indem sie verschiedene Geräte, Maschinen, Systeme und Benutzer unabhängig von ihrem Standort verbinden. Und wenn die Industrie sämtliche Vorteile einer vollständigen und zuverlässigen Konnektivität nutzen will, ist die IE-Kompatibilität wichtiger Automatisierungskomponenten wie Pneumatikventilen entscheidend. jke
Parker Hannifin GmbH
Am Metallwerk 9
33659 Bielefeld
E-Mail: parker.germany@parker.com
Website: www.parker.com
