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Ethernet für die Prozessautomation Durchgängige IP-Kommunikation bis in die Feldebene

| Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Die durchgängige Kommunikation per Ethernet ist eine wichtige Voraussetzung für Industrie 4.0. Bisher konnte die Technologie jedoch nicht in der Feldebene der Prozessindustrie eingesetzt werden. Wie durchgängiger Datenfluss per Ethernet auch dort realisierbar ist, zeigt Pepperl+Fuchs.

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Topologie Ethernetring: Der PA-Ethernet-Demonstrator von Pepperl+Fuchs bildet die typische Kommunikationsarchitektur einer Prozessanlage ab.
Topologie Ethernetring: Der PA-Ethernet-Demonstrator von Pepperl+Fuchs bildet die typische Kommunikationsarchitektur einer Prozessanlage ab.
(Bild: Pepperl+Fuchs)

Systemarchitekturen für Industrie 4.0 erfordern durchgängige Kommunikation über alle Ebenen eines Automatisierungssystems hinweg. Ethernet ist dafür perfekt geeignet, allerdings war die weitverbreitete Technologie bisher nicht in der Feldebene der Prozessindustrie nutzbar. Möglich Leitungslängen bis zu 100 Metern waren beispielsweise zu kurz für große Prozessanlagen, und es mangelte an Lösungen für den Explosionsschutz.

Um Ethernet künftig auch für die Feldebene nutzbar zu machen, hat Pepperl+Fuchs eine Konzeptstudie vorgelegt und auf dieser Grundlage einen Demonstrator realisiert. Dieser erreicht Übertragungsraten bis zu 10 Mbit/s und verwendet Standard-Feldbuskabel, die bis zu 1200 Meter überbrücken. Darüber hinaus ist die Ethernet-Anbindung der Feldgeräte eigensicher und für den Betrieb in Zone 0 geeignet.

Auf diese Weise realisiert, bietet Ethernet für die Prozessautomation eine deutlich höhere Kommunikationsbandbreite als traditionelle Feldbussysteme. Das ermöglicht neue Anwendungsszenarien und die Implementierung neuer, innovativer Gerätefunktionen.

Die Topologie im Überblick

Der PA-Ethernet-Demonstrator von Pepperl+Fuchs bildet die typische Kommunikationsarchitektur einer Prozessanlage ab: Ein Switch im Schaltraum verbindet das Prozessnetzwerk mit dem Ethernet-Netzwerk. Zugleich bietet er Ports für Kommunikation und Stromversorgung der Feldinstallation über ein Standard-Feldbuskabel. Ein Field-Switch im explosionsgefährdeten Bereich stellt die eigensicheren Ports zum Anschluss der Ethernet-fähigen Feldgeräte zur Verfügung und erlaubt parallel dazu den Betrieb von Profibus-PA-Feldgeräten.

Die Kommunikation des Demonstrators wird in Verbindung mit einer Compact-Logix- Steuerung von Rockwell, über Ethernet IP dargestellt.

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