elektro AUTOMATION: Worin liegt die Bedeutung von TSN für die Automatisierung, ist TSN beispielsweise mit OPC UA eine Alternative zu Echtzeit-Feldbussen und -Protokollen bis in die Feldebene oder nur eine Echtzeit-Erweiterung bestehender industrieller Ethernet-Kommunikationslösungen?
Peter Lutz (Sercos): Ethernet-TSN leistet einen Beitrag, um die Konvergenz herkömmlicher Echtzeit-Ethernet-Lösungen zu einer einheitlichen, standardisierten und durchgängigen Netzwerkinfrastruktur herbeizuführen. Die Verfügbarkeit von Standard-Ethernet-Komponenten mit integrierter Echtzeitfähigkeit macht spezielle Hardware-Implementierungen überflüssig. Zudem erlaubt Ethernet-TSN, dass verschiedene Ethernet-Protokolle in einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur koexistieren können. TSN-basierte Lösungen, wie OPC UA TSN, werden sich zunächst in der Steuerungs- und Prozessleitebene etablieren, insbesondere dann, wenn Maschinen mit Steuerungen bzw. Maschinenperipherie unterschiedlicher Hersteller auf der Basis eines einheitlichen, unabhängigen und weltweiten Standards vernetzt werden sollen. Allerdings ist zu erwarten, dass TSN-OPC UA mittelfristig auch in die Feldebene Einzug hält, zumal die Übergänge zwischen Steuerungs- und Feldebene fließend sind, und nicht immer höchste Performance bei kürzesten Durchlaufzeiten und höchster Protokoll-Effizienz gefordert ist.
elektro AUTOMATION: Erste Interoperabilitäts-Workshops haben stattgefunden. Als TSN-Ready-gekennzeichnete Managed Switche sowie TSN-ertüchtigte PC-Erweiterungskarten sind verfügbar. Doch wieweit ist die Standardisierung der einzelnen Teile für Hard- und Software (ASbt, Qbu, Qbv, etc.) vorangeschritten. Ist die Entwicklung von Lösungen auf dieser Basis schon heute möglich bzw. wann ist die Technologie in Seriengeräten verschiedener Hersteller für den Industrie-Einsatz verfügbar?
Lutz: Da die meisten Ethernet-TSN-Substandards bereits freigegeben sind und TSN-fähige Hardwarekomponenten zur Verfügung stehen, können TSN-basierte Lösungen heute bereits entwickelt werden. Erste Prototypen auf Basis von Ethernet-TSN wurden bereits realisiert und beispielsweise in die Testbeds des IIC integriert. Allerdings wurde mit IEEE 802.1AS-rev ein grundlegender TSN-Substandard noch nicht endgültig verabschiedet. Die OPC-UA-Spezifikationserweiterung für Publish/Subscribe ist zwar aktuellen Zeitpunkt freigegeben, doch wird es noch ein wenig Zeit brauchen, bis eine breitere Auswahl an Produkten und Lösungen im Markt verfügbar ist und diese in realen Anwendungen eingesetzt wird.
elektro AUTOMATION: Die Nutzung von TSN mit Profinet/Profisafe, Sercos, Powerlink, OPC UA, etc. setzt evtl. auch Engineering-Funktionalitäten bzw. Entwicklungstools voraus. Welche Unterstützung benötigt der Industrie-Anwender dafür zukünftig?
Lutz: Da die Vielfältigkeit von Ethernet-TSN mit den verschiedenen Substandards die Komplexität der Netzwerke erhöht, kommt den Themen Konfiguration und Diagnose eine ganz entscheidende Bedeutung zu. Die Konfiguration der TSN-Teilnehmer (Infrastrukturkomponenten und auch Endgeräte) kann zwar grundsätzlich manuell vorgenommen werden. Eine praxistaugliche Verwendung von TSN wird jedoch nicht ohne komfortable, benutzerfreundliche Konfigurations- und Diagnosewerkzeuge möglich sein, insbesondere wenn die Netzwerkinfrastruktur gemeinsam von verschiedenen Echtzeitprotokollen genutzt wird und viele Teilnehmer angeschlossen werden. Protokollspezifische Tools, wie der Sercos-Monitor als leistungsfähiges Diagnose- und Analysewerkzeug, können jedoch weiterhin in vollem Umfang verwendet werden.
