Ethernet legt überproportional zu

Heute weltweit führende Feldbusse für die diskrete Automation wie der Profibus oder Interbus wurden bereits vor 20 Jahren in Deutschland als Ersatz für die aufwändige Einzelverdrahtung zwischen Steuerung und Sensoren/Aktoren entwickelt. Sercos für die Datenkommunikation besonders in Fertigungszellen oder als digitale Antriebsschnittelle sogar schon 1985. Seit einigen Jahren kommt als ergänzende Übertragungstechnik das Ethernet mit 100 MB/s Datenrate hinzu, auf dem Konzepte wie Profinet, Ethercat, Powerlink oder Sercos III basieren. Powerlink arbeitet mit Standard-Ethernet-Controllern, während Profinet, Ethercat und Sercos III auf spezielle Controller angewiesen sind. Bei letzteren ist damit bei Erhöhung der Datentrate auf 1 GB/s neue Hardware zu installieren. „Die derzeitige Datenrate von 100 Megabit pro Sekunde reicht derzeit vollkommen auch für anspruchsvolle Anwendungen in der Antriebstechnik aus, für Gigabit-Geschwindigkeit sehen wir noch keinen Bedarf“, meint Gerd Hoppe. „Dafür wäre auch bei allen Ethernet-Varianten eine Neuverkabelung erforderlich“, so der CTO bei Beckhoff Automation in Verl. Auch hinsichtlich der Datenübertragung gibt es Unterschiede. Das Summenrahmenverfahren adressiert mit einem Datenrahmen mehrere Teilnehmer (Ethercat und Sercos III), während Profinet und Powerlink individuelle Datenrahmen für jeden Teilnehmer übertragen.

Die Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG) und das Open Source Automation Development Lab (OSADL) werden künftig kooperieren. „Unser Ziel ist es, Powerlink weiterzuentwickeln und letztendlich in den Linux-Kernel zu integrieren. Open-Powerlink ist das weltweit erste und einzige vollständig offene Gesamtsystem für harte Echtzeit auf Standard-Hardware“, so EPSG-Geschäftsführer Rüdiger Eikmeier.

Profibus ist nach Einschätzung der Profibus-Nutzerorganisation (PNO) mit 23,3 Mio. installierten Netzknoten weltweit führend. „Und die Attraktivität des Profibus hat durch die Ethernet-Variante Profinet keineswegs abgenommen, denn allein im vergangenen Jahr wurden 4,5 Millionen neuer Knoten installiert“, freut sich Jörg Freitag, Vorsitzender der PNO. Profinet als überlagertes Kommunikationssystem liefert ebenfalls erfreuliche Zahlen. „Unsere erste Erfassung ergab bis Ende 2007 eine Anzahl von 1,14 Millionen Knoten, das sind Automatisierungsendgeräte mit Profinet-Schnittstelle und keine Geräte für die Ethernet-Infrastruktur“, so Freitag. Die PNO erwartet bis zum Jahr 2010 eine installierte Basis von 3 Mio. Knoten. Frühere Sicherheits-Systeme auf Basis von Relais wurden und werden ebenfalls durch Feldbusse abgelöst. Profisafe nennt sich die Sicherheitsfunktion. Im vergangenen Jahr stieg die Zahl der installierten Profisafe-Knoten um 180 000 auf 410 000. Eine weitere Aktivität ist die Integration des dem Profibus/Profinet unterlagerten IO-Link für die einfache Sensor/Aktorvernetzung.

Das Ethernet-basierte Kommunikationssystem Sercos III ist seit zwei Jahren im Markt, wesentliche Änderungen gegenüber dem Vorläufer Sercos II ist die Steigerung der Datenrate von 16 auf 100 MB/s. „Hochgerechnet kann Sercos III derzeit um 30 000 Knoten vorweisen, gegenüber aktuell über 300 000 Knoten pro Jahr beim antriebsorientierten Sercos II“, resümierte Peter Lutz, Geschäftsführer Sercos International. Weltweit sind über 2 Millionen Sercos-Knoten im Einsatz. Wichtigste Neuerung war die Verabschiedung der CIP Safety on Sercos Spezifikation. Sie kommt dem Wunsch nach einem einheitlichen und netzwerkübergreifenden Standard entgegen. Durch den direkten Querverkehr lassen sich zudem einfache aber sichere Slaves ohne zusätzliche Sicherheitssteuerung miteinander koppeln. Diese Kombination wurde bereits im März durch die Berufsgenossenschaft und den TÜV zertifiziert“, so Lutz. IO-Link spiele bei Sercos allerdings keine Rolle, da Sensor-Aktorbusse wie AS-Interface und IO-Link typischerweise unterlagert sind und über Gateways angekoppelt werden.“ Als neue Anwender konnte Sercos International die Firmen Dürr und Festo gewinnen.

Achim Scharf Fachjournalist in München

IO-Link-Schnittstelle nutzt Feldbus und Ethernet