Industrielles Ethernet

Beim industriellen Ethernet werden die Feldbus-Protokolle durch 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, in der einfachen Portierbarkeit und der direkten Übernahme der Anwendungsschicht des Feldbus.

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 sowohl in Europa unterstützt, zu nennen sind EtherCAT und Ethernet-Powerlink, aber ebenso in den USA wo einige Vereinigungen wie die ODVA, der ControlNet International (CI) und der 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 CIP-Protokoll, das den zyklischen und zeitkritischen Datenverkehr der Automatisierungstechnik unterstützt.

Industrial Ethernet-Switch, Foto: N-Tron

CIP-Netzwerke sind untereinander interoperabel, so dass beispielsweise ein DeviceNet mit einem EtherNet/IP arbeiten können.

In er 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.

RJ-45-Stecker nach Schutzart IP67, Foto: Weidmüller

Ein Problem für industrielles Ethernet sind die Stecker. Da Ethernet für nicht-industrielle Anwendungen entwickelt wurde und der RJ-45-Stecker die dominante Rolle spielt, wurden für industrielles Ethernet RJ-45-Stecker mit Schutzartenklassifizierung entwickelt. So gibt es diesen Stecker gemäß Schutzart IP67. Für diesen Einsatz kommt aber auch der M-Stecker als Alternative in Betracht.