IT-Infrastruktur 30.04.1999, 17:21 Uhr

Ein Netz für alle Anwendungen

Seit Jahren stöhnt die Industrie über die Vielzahl proprietärer Feldbus-Systeme. Mit dem Ethernet aus der Bürowelt könnte jetzt der langersehnte einheitliche Kommunikations-Standard auch in die Fabrik einziehen.

Ein wenig sehnsuchtsvoll klingt es schon, wenn die Techniker aus der Industrie auf die Kommunikations-Standards ihrer Büro-kollegen zu sprechen kommen. „Die Automatisierung von morgen hat die Eigenschaften der Informationstechnologie von heute“, skizzierte Bernd Liepert, Entwicklungsleiter der Augsburger Kuka-Roboter, auf der Hannover Messe den gegenwärtigen Trend Richtung Ethernet und Internet.
„Die Situation in der Automatisierung erinnert stark an die Verhältnisse bei den Personalcomputern vor zwanzig Jahren“, ruft Liepert ins Gedächtnis. „Damals gab es dort viele unterschiedliche Computer, Betriebssysteme und Netze mit einer Vielzahl inkompatibler Applikationen Technologiebrüche waren programmiert.“ Heutige Standards bei den PC seien Windows als Betriebssystem, Ethernet als Netz, TCP/IP als Netzprotokoll sowie die Übertragungsprotokolle HTTP/HTML des Internets als Standard bei diversen Bedientechniken. „Wir behaupten, daß diese Standards auch die ideale Basis für die Automation sind, denn die Industrie wird es sich auf Dauer nicht leisten, ausschließlich für sie entwickelte Speziallösungen einzusetzen“, folgert Liepert.
Die erste PC-basierte Robotersteuerung stellte Kuka selber bereits 1996 vor. Als Pluspunkt wurde damals die Servicefreundlichkeit herausgestellt. Windows 95 wurde zur Bedienung und ein Echtzeit-Betriebssystem für Steuerungsanwendungen eingesetzt. Feldbusse vernetzten die Steuerung mit untergeordneten Systemen. Die Verdindung zu überlagerten Systemen übernahm das industrietaugliche Ethernet. Neue Möglichkeiten bis hin zur Ferndiagnose über das Internet eröffnete dieses Konzept bereits vor Jahren. „Wir begrüßen es daher, daß nun auch andere Hersteller die PC-Standards forcieren und erwarten eine Ausbreitung des Ethernet-TCP/IP bis hinein in die Feldebene“, sagt Liepert.
Der große Trend auf der Hannover Messe war denn auch Ethernet/Internet in den unterschiedlichsten Variationen. Gerade die etablierten Hersteller von Feldbussen wollen sich durch das Ethernet nicht die Butter vom Brot nehmen lassen und betrachten Ethernet eher als Ergänzung zu bestehenden Standards. „Wir wollen auf Internet und Interbus eine einheitliche Kommunikationsplattform aufbauen“, erklärte Roland Bent, zuständig für das Interbus-Geschäft bei der Blomberger Phoenix Contact. „Ethernet kann nicht alle industriellen Anforderungen erfüllen, beispielsweise Sicherheitssignale deterministisch übertragen. Weiterhin ist die Synchronisierung von Antrieben schwer möglich und Fernspeisung von Geräten unmöglich.“ Feldbusse und Ethernet müßten daher parallel koexistieren. Der Interbus werde TCP/IP-fähig gemacht und damit sei Web-basiertes Management der angeschlossenen Feldgeräte Realität.
Allerdings bietet der Interbus mit seiner derzeitigen Übertragungsrate von 500 kbit/s nur 3 kbit/s für den zusätzlichen Bedarfsdatenverkehr mit TCP/IP, eine Erhöhung der Datenrate sei laut Bent daher bereits angedacht. Bei Kuka laufe der Interbus bereits mit 2 Mbit/s, und eine Verdopplung sei technisch noch machbar.
Siemens ist mit dem Profibus und Ethernet etwas vorsichtiger. „Rund eine viertel Million Ethernet-Anschlüsse laufen stabil im Feld, doch wir wollen diese Technologie nicht mit aller Macht ins Feld holen, sondern Fast-Ethernet als schnellen Zubringerbus etablieren“, konzediert der Leiter des Bereiches Automatisierungs- und Antriebstechnik, Klaus Wucherer. Allerdings arbeite die Profibus Nutzerorganisation an einer transparenten Kopplung des industriellen Ethernet mit der Feldebene. „Wir haben nicht den Einsatz als Feldbus im Auge, sondern unter dem Stichwort vertikale Integration den nahtlosen Übergang dieser Bussysteme.“
Schneider Automation aus Seligenstadt setzt dem gegenüber voll auf Ethernet bis hin zum Sensor. „Wir sehen Fast Ethernet als Netz bis hin zum Sensor, die Anschaltungen sind mittlerweile entsprechend kostengünstig“, weiß Projekt Manager Bernhard Steffens. „Unser Konzept der Fabrikautomation basiert auf Ethernet als durchgängigem Medium und Web-basiertem Management, dafür haben wir eigene Web-Server in unsere speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) integriert“, erläutert Steffens. Erster Pilotanwender sei DaimlerChrysler in den USA.
Der bisher radikalste Ansatz des Ethernet in der Automatisierung kommt von der Ludwigsburger Firma Jetter. Bei deren Jet-Web wird das Ethernet in die Steuerung hineingeführt und ist somit auch Systembus zwischen den intelligenten Steuerungsmodulen. „Es gibt keine Unterschiede mehr zwischen dem internen und externen Datenverkehr, das Netz ist die Steuerung“, meint Vorstandssprecher Martin Jetter. Dieser Slogan ist fast identisch mit „das Netz ist der Computer“, geprägt vom Chef der Sun-Microsystems, Scott McNealy. Und in der Tat ist eine nahezu hundertprozentige Übereinstimmung mit der Computertechnik festzustellen.
In jedem Steuerungsmodul ist ein Vermittlungsbaustein (Switch) integriert, der einen direkten privaten Datenverkehr zuläßt. „Damit wird das Ethernet deterministisch und echtzeitfähig, Datenkollisionen gibt es garantiert nicht, und damit entfällt das einzige Argument gegen Ethernet“, stellt Jetter fest. Ethernet scheint sich unter diesen Aspekten tatsächlich als ernstzunehmende Konkurrenz zu Feldbussen zu entwickeln.
ACHIM SCHARF
Die Situation in der Fabrikautomatisierung erinnert stark an die Verhältnisse bei Personalcomputern vor zwanzig Jahren. Wie damals im Büro, so müssen heute Roboter und Automationsanlagen (im Bild Ausstelller auf der Hannover Messe) mit einer Vielzahl untereinander inkompatibler Informationstechniken arbeiten.

Von Achim Scharf
Von Achim Scharf

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