Industrial Ethernet

Industrial Ethernet ( IE) ist die Implementierung von Ethernet in industriellen Anlagen. Anders als bei Büroanwendungen muss bei industriellen Anwendungen eine zuverlässige Echtzeitfähigkeit gewährleistet sein. Diese wird nicht vom klassischen Ethernet-Ansatz unterstützt, weil das Zugangsverfahren CSMA/ CD stochastisch auf das Netzwerk zugreift. Für Industrial Ethernet gibt es etwa 20 Protokolle, die sich an IEEE 802.3 orientieren.

Die Feldbus-Protokolle werden dabei mittels Tunneling oder Encapsulation über Ethernet übertragen. Die Vorteile liegen in der Durchgängigkeit der Kommunikationssysteme vom Feldbus über die Unternehmensnetze und das Internet in die IP-Welt. Des Weiteren die einfache Portierbarkeit und die direkte Übernahme der Anwendungsschicht des Feldbus.

Unternehmens-Netzstruktur mit industriellem Netz

Unternehmens-Netzstruktur mit industriellem Netz

Nachteilig wirken sich der Fortfall der Echtzeitfähigkeit durch das nicht-deterministische Ethernet aus, der große Overhead bei Benutzung des TCP-Protokolls und die prinzipielle Beibehaltung eines proprietären Systems. Die Entwicklungen hin zum Echtzeit-Ethernet werden in Europa durch verschiedene Ethernet-Protokolle unterstützt. So durch EtherCAT, EtherNet/IP, TTEthernet, Ethernet-Powerlink, Profinet, Sercos III und CC-Link IE, aber ebenso in den USA wo einige Vereinigungen wie die Open DeviceNet Vendor Association ( ODVA), ControlNet International ( CI) und die Industrial Ethernet Association (IEA) diese Lösungen favorisieren.

Sehr weit fortgeschritten sind die Arbeiten an EtherNet/IP, das direkt auf den unteren Schichten von Ethernet aufsetzt und alle bekannten Ethernet-Komponenten einbezieht. Das für die industriellen Anwendungen entscheidende Protokoll ist das Common Industrial Protocol ( CIP), das den zyklischen und zeitkritischen Datenverkehr der Automatisierungstechnik unterstützt. CIP- Netzwerke sind untereinander interoperabel, so dass beispielsweise ein DeviceNet mit einem EtherNet/IP arbeiten kann.

Die Datenraten von Industrial Ethernet liegen zwischen 10 Mbit/s und 1 Gbit/s, wobei 100 Mbit/s die am häufigsten benutzte Datenrate ist.

Industrial Ethernet nutzt die Verkabelungsstandards

SPE-Stecker und einpaariges verdrilltes Kabel, Foto: Harting

SPE-Stecker und einpaariges verdrilltes Kabel, Foto: Harting

In der Verkabelung setzt industrielles Ethernet konsequent auf internationale Verkabelungsstandards wie ISO/ IEC 11801, der die Verkabelungsstruktur für alle Fabrik- und Hallennetze bildet. Die wesentlichen Aspekte der Dienste und Anwendungen sind im Standard ISO/IEC 24702 verankert. Als Alternative zu den klassischen TP- Kabeln bieten sich Single-Pair- Kabel an. Dafür gibt es One-Pair Ethernet ( OPEN) mit der Schnittstelle 100Base-TX und Single-Pair Ethernet ( SPE) und die SPE-Verkabelung.

Für Industrial Ethernet werden die unterschiedlichsten Steckertypen benutzt. Als Rundstecker der M8-Stecker und der M12-Stecker, der weitverbreitete RJ45-Stecker in der Schutzart IP67, der iX-Stecker von Harting und einige weitere. Für Single-Pair Ethernet (SPE) wurden verschiedene SPE-Stecker unter IEC 63171 standardisiert.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Industrial Ethernet
Englisch: industrial Ethernet - IE
Veröffentlicht: 28.10.2019
Wörter: 391
Tags: Industrial Ethernet
Links: Ethernet, Internet-Explorer, Implementierung, Zugangsverfahren, CSMA-Verfahren
Übersetzung: EN
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