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Industrielle Kommunikation Meilenstein der Automation: Weitsichtige Vernetzung mit PI-Technologien

| Autor / Redakteur: Sabine Mühlenkamp* / Matthias Back

Ob Profibus, Profinet oder IO-Link – Garant für den Erfolg ist neben der Technologie auch die Verlässlichkeit, die internationale Standardisierung und das einzigartige Zertifizierungswesen. Damit erfüllen die Technologien von PI (Profibus & Profinet International) nicht nur heutige Aufgaben in der Kommunikation, sondern empfehlen sich auch für zukünftige Industrie-4.0-Konzepte.

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Seit fast 30 Jahren geben PI-Technologien in der industriellen Kommunikation die Richtung vor.
Seit fast 30 Jahren geben PI-Technologien in der industriellen Kommunikation die Richtung vor.
(Bild: ©Sikov - stock.adobe.com)

Als vor mehr als 30 Jahren mit dem Queisser-Report ein großes Projekt zur Stärkung der Informationstechnik in Deutschland angestoßen wurde, ahnte wohl niemand, dass mit dem Projekt ‚Feldbus‘ der Grundstein für Industrie-4.0-Anwendungen gelegt wurde. Mit der Forschungsförderung sollten deutsche Firmen auf dem Gebiet der Mikroelektronik und Automatisierungstechnik ihre Weltmarktposition ausbauen. Zwei Vorgaben waren die Basis für den heutigen Erfolg der PI-Technologien: Zum einen sollte eine entwicklungsbegleitende Normung vorangetrieben werden und zum anderen sollte deren Nutzung für alle Unternehmen möglich sein. Genau diese Offenheit trug zum weltweiten Erfolg von Profibus bei und ist bis heute wegweisend bei allen Entwicklungen.

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Bis zur Einführung des Feldbusses mussten die Anwender einen ungeheuren Aufwand in die Installation, das Versionsmanagement oder die Gerätebedienung stecken. Heute können sich die Anwender jederzeit darauf verlassen, dass die Feldbusgeräte unabhängig vom Hersteller sicher miteinander kommunizieren. Zu verdanken ist dies einem intelligenten und in der Feldbuswelt einzigartigen Qualitätssicherungssystem mit Schnittstellentests, Interoperabilitätstests und Zertifikatserteilung. Ein weiteres Thema war die Vereinheitlichung der Geräteparameter und Vereinfachung der Integration von Produkten unterschiedlicher Hersteller in Systemen.

Um die anwendungsspezifischen Besonderheiten zu berücksichtigen, entwickelten die Fachausschüsse von Anfang an standardisierte Profile. So wurde das Applikationsprofil Profidrive (1997 veröffentlicht) den besonderen Anforderungen der Antriebstechnik in Verbindung mit den Kommunikationssystemen Profibus und Profinet gerecht. Wenig später folgte das Profil PA Devices für die Prozessindustrie. Interessant ist, dass bei der Einführung im Jahr 1995 noch reduzierte Kosten bei Verkabelung und der Inbetriebnahme im Vordergrund standen. Heute sind es vor allem die Vorteile in puncto Diagnose, Prozessführung und Betriebssicherheit, die Anwender überzeugen.

Im Jahr 1999 wurde Profisafe auf der Hannover Messe vorgestellt. Damals war man fest davon überzeugt, dass Sicherheit nur festverdrahtet möglich sei und auf Relaistechnik basieren müsse. Bei Profisafe werden dagegen die sicheren Daten mit den konventionellen Daten über ein gemeinsames Buskabel übertragen. Das Prinzip des „Black Channels“ erlaubt nun die sichere Übertragung von Endpunkt zu Endpunkt, also nicht nur über Profibus, sondern auch über proprietäre Rückwandbusse in den Steuerungen und Geräten. Der Charme dabei: Bei einem Umbau oder einer Erweiterung der Anlagen kann die aufwändige Verdrahtung eines getrennten Systems für Funktionale Sicherheit entfallen, dies ist nun software-technisch gelöst.

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„Das ursprüngliche Arbeitsfeld hat sich verändert“, erklärt Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender von PI (Profibus & Profinet International), im Interview.
„Das ursprüngliche Arbeitsfeld hat sich verändert“, erklärt Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender von PI (Profibus & Profinet International), im Interview.
( Bild: PNO )

Nicht nur die Technologie steht für eine reibungslose Vernetzung, auch das Engagement der PI-Gemeinschaft ist groß. Herstellerübergreifend arbeiten über 1.000 Menschen in Arbeitskreisen und anderen Gremien der PNO daran, dass die PI-Technologien reibungslos ineinander greifen.

Wie wird sich die Arbeit bei PI in Zukunft verändern?

Die Basis-Technologie ist inzwischen sehr ausgereift, so sind bei Profinet eigentlich keine wesentlichen Änderungen zu erwarten. Neue Impulse werden im Augenblick durch andere Themen gesetzt, wie etwa TSN oder aber auch die Semantik. Dadurch erweitern wir unser ursprüngliches Arbeitsfeld, wobei wir aber immer darauf achten, dass die installierte Basis von den Neuerungen unberührt bleibt.

Können Sie diese neuen Themenfelder aus eigener Kraft bearbeiten?

PI hat schon immer sehr eng mit anderen Organisationen und Anwenderverbänden zusammengearbeitet, etwa mit der OPC Foundation oder der Namur. Dabei ergeben sich ideale Symbiosen. Wir kennen die Anwender und Probleme aus Industriesicht, OPC UA hat das Know-how aus der IT. Wir ergänzen uns also hervorragend. Ähnlich gehen wir z.B. bei APL in der Prozessindustrie vor.

Wie sieht es mit der Zusammenarbeit auf internationaler Ebene aus?

PI ist international gut aufgestellt, wir sind in allen wichtigen Märkten vertreten und kooperieren hier auch mit anderen Verbänden, etwa CC-Link im asiatischen Raum. Viel wichtiger ist jedoch, dass sich die jeweiligen regionalen Vertretungen in der PI-Community einbringen.

Großes Interesse hat vor fünf Jahren die Entwicklung des herstellerunabhängigen Energiesparprofils Profienergy hervorgerufen. Dieses erlaubt das gezielte Abschalten und Wiederanfahren von Komponenten, wie Lasern, Robotern oder Antrieben in Produktionspausen. Inzwischen sind erste Applikationen, z.B. bei Audi, im Betrieb.

Industrielle Kommunikation für die Zukunft

Schon früh war die Profibus Nutzerorganisation (PNO) von den Vorteilen der Ethernettechnologie überzeugt: Bandbreite und Leistungsfähigkeit sind höher als bei Feldbussen, es gibt zahlreiche Synergien mit der Office-Welt und die Vernetzung zu anderen Systemen bietet viel Potenzial für die Optimierung von Prozessen. Bereits 2001 wurde die erste Pilotapplikation vorgestellt - kurze Zeit später wurde ein Zertifizierungswesen etabliert und erste Profinet Competence Center und Testlabors gegründet. 2004 gelang dann der großflächige Durchbruch für Profinet in der Automobilbranche. Die AIDA (Automatisierungsinitiative der deutschen Automobilbauer) beschloss, den Protokollstandard Profinet mit integrierter Personensicherheit einzusetzen. Ziel war eine einfache und einheitliche Anbindung der eingesetzten Automatisierungskomponenten.

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