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Ethernet in der Prozessindustrie

Gateway als Brücke in eine zukunftssichere State-of-the-Art-Prozesswelt

| Autor/ Redakteur: Thomas Hilz und Dirk Palme / Dr. Jörg Kempf

Im Zeitalter von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge (IoT) ist Ethernet auch in der Prozessindustrie auf dem Vormarsch. Spezielle Gateways erleichtern den Umstieg und schaffen die Voraussetzungen für einen durchgängigen, schnellen und sicheren Informationsfluss auf horizontaler und vertikaler Ebene. Parallel steigt die Performance und Anlagenbetreiber können deutlich flexibler agieren.

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Das Gateway fungiert als Schnittstelle zwischen Host-Ebene und den Feldgeräten und übernimmt Profinet Device- und Profibus PA Master-Aufgaben.
Das Gateway fungiert als Schnittstelle zwischen Host-Ebene und den Feldgeräten und übernimmt Profinet Device- und Profibus PA Master-Aufgaben.
(Bild: Softing)

Die horizontale und vertikale Integration ist ein Kerngedanke des Konzepts von Industrie 4.0. Hier sind standardisierte Kommunikationsschnittstellen gefragt, über die das Zusammenwirken unterschiedlichster Komponenten sowie ein konsistenter Datenfluss sichergestellt sind. Entsprechend hoch sind die Vorgaben hinsichtlich Verfügbarkeit, vereinfachter Handhabung, Zuverlässigkeit, Robustheit und Redundanz. Auf Profibus DP basierende Anwendungen werden diesen Anforderungen nur mit Einschränkungen gerecht. Auch die Anzahl der Geräte ist begrenzt, ein weiteres Limit, dass durch Profinet, dem Ethernet-Standard im Bereich der Automatisierung, aufgehoben wird.

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Sukzessive Umsetzung schafft Planungssicherheit

Um den Wechsel so einfach wie möglich zu gestalten, hat Softing Industrial Automation das PN Gate PA entwickelt, über das sich eine direkte Profibus PA-Segment-Integration in Profinet-Steuerungssysteme realisieren lässt. Das Gateway fungiert als Schnittstelle zwischen Host-Ebene und den Feldgeräten und übernimmt Profinet-Device- und Profibus-PA-Master-Aufgaben. Zudem unterstützt es bekannte Werkzeuge für die Gerätekonfiguration, Parametrierung und Zustandsüberwachung. Dazu zählen z.B. Siemens PDM, Profinet-Engineering-Systeme und DTM-Anwendungen.

Anwender schätzen darüber hinaus, dass ein Technologie-Upgrade auch schrittweise erfolgen kann. Von Relevanz ist dies insbesondere bei komplexen, vernetzten Produktionsanlagen in der Prozessindustrie, in denen die Betriebssicherheit trotz „Operation am offenen Herzen“ unvermindert gewährleistet sein muss.

Diesen Weg wählte beispielsweise auch ein renommierter Hersteller von Farben und Lacken und hat zunächst in einem seiner Werke das vorhandene Profibus-DP-Netzwerk (Decentralized Periphery) mithilfe von PN Gate PA (Process Automation) auf Profinet umgestellt. In diesem Pilotprojekt sollten erste Erfahrungen mit der neuen Technologie gesammelt werden.

Zentrale Zielsetzung der Einführung war, auf Steuerungsebene flexibler agieren zu können und die Vielzahl proprietärer Kommunikationsprotokolle zu reduzieren. Gleichzeitig versprachen sich die Projektverantwortlichen deutlich erhöhte Übertragungsgeschwindigkeiten sowie vereinfachte Parametrierungsmöglichkeiten, etwa beim Condition Monitoring bzw. bei der Zustandsüberwachung. So unterstützt das Gateway beispielsweise auch wichtige Profinet-Engineering-Werkzeuge, wie TIA-Portal, Step 7 und PC Worxs. Vorbereitet ist das PN Gate PA zudem für die Integration in Standard-Engineering- und Plant-Asset-Management-Tools.

Dank einer solchen Lösung können bekannte Tools weiter genutzt werden, sodass der Wechsel von Profibus-DP-Mastern auf Profinet-Controller für die Bediener nicht ad hoc mit einer Vielzahl gravierender Neuerungen verbunden ist. Es werden keine zusätzlichen Geräte benötigt und auch der Verkabelungsaufwand hält sich in Grenzen. Zu diesem Zweck werden die Produkte Bus-Carrier Series 9419 und Power Supply 9412 von R. Stahl genutzt.

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