Industrial Ethernet Smart Factory braucht eine potente PROFINET-Verkabelung

Autor / Redakteur: Rainer Schmidt * / Kristin Rinortner

PROFINET-Verkabelung und Strukturierte Verkabelung müssen für die Smart Factory zu einer Smart Factory Infrastructure verknüpft werden. Der Beitrag gibt einen Überblick zum Stand der Technik.

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Eine intelligente Produktion benötigt ein durchgängiges und intelligentes Netz mit Teilnehmern/Komponenten, die untereinander einfach und dennoch in Echtzeit und absolut verlässlich – also gesichert – kommunizieren können. Netzwerke für die Industriekommunikation, die schnell, sicher und zuverlässig arbeiten gibt es – z.B. PROFINET. Aber PROFINET ist ein eigenständiges, propritäres System, bei dem sich primär PROFINET Komponenten miteinander unterhalten.

Um gleichzeitig die Anforderungen der Smart Factory nach einer offenen, barrierefreien Kommunikation zu erfüllen, muss sich PROFINET öffnen. Es muss kompatibel zu anderen Netzwerkphilosophien werden. Und zwar ohne seine spezifischen Eigenschaften wie die Echtzeitkommunikation in Conformance Class C zu verlieren.

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PROFINET nutzt Ethernet nach IEEE 802.3 als Kommunikationsplattform. Gegenüber der PROFIBUS-Philosophie hat PROFINET grundsätzlich alle Möglichkeiten auch in einer offenen Netzwerkarchitektur zu arbeiten.

Somit kann PROFINET schon heute eine Reihe von Funktionen für die Smart Factory abbilden. Weitere Funktionen werden dazu kommen. Das ist primär ein Thema der Systemdesigner (Hard- und Softwareentwicklung), die zunehmend einen erweiterten Rahmen der PROFINET-Spezifikation vorfinden. Diese Spezifikationen werden in den PROFINET-Richtlinien der PNO (PROFINET Nutzerorganisation) entwickelt und dokumentiert.

Ein ganz wichtiger Baustein fehlt allerdings noch. Die passive Infrastruktur oder einfach die Verkabelung: PROFINET wurde immer als ein Lösungspaket für seine Anwender verstanden. Da hört der Systemgedanke nicht bei der SPS auf. Bei PROFINET werden alle notwendigen Komponenten des Systems umfassend betrachtet und kontrolliert – auch die Verkabelung. Strenge Vorgaben an Kabel, Steckverbinder und Installation führen zu einer verlässlichen, hoch verfügbaren Netzwerkinfrastruktur.

Die Herausforderung PROFINET GigaBit Ethernet

PROFINET hat zur Sicherung der Qualität des Netzes jedoch sehr enge Grenzen gesetzt. Diese wurden maßgeblich durch das Automatisierungsprotokoll PROFINET selbst definiert. Für die Verkabelung hieß das: PROFINET = Fast Ethernet mit 100 MBit/s plus spezielle Festlegungen an Kabel und Steckverbinder, z.B. Sternvierkonstruktion in Kategorie 5 und vierpolige RJ45 (IP20) bzw. M12 D-kodierte (IP65/67) Steckkomponenten – feldkonfektionierbar.

Soll PROFINET aber in Zukunft barrierefrei bis in die SAP-Ebene eines Industrieunternehmens hinein kommunizieren, stößt es auf die Strukturierte Verkabelung, die die IT-Infrastruktur des Unternehmens mitbringt. Bei der Strukturierten Verkabelung wird eine andere Philosophie als bei der PROFINET-Verkabelung vertreten. Sie ist nicht mit einer Anwendung verknüpft, sondern ist anwendungsneutral und liefert damit Übertragungswege für unterschiedliche Dienste (Telefonie, Daten, Video, Steuerungen usw.).

Auch das ist noch kein unlösbarer Widerspruch. PROFINET mit Fast Ethernet läuft auch auf einer Strukturierten Verkabelung dank Abwärtskompatibilität, die in Verkabelungsstandards festgelegt ist (ISO/IEC 11801, EN 50173-1 und 3).

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