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Unterbrechungsfreie, sichere und skalierbare Ethernetinfrastruktur für die Industrie : Ausgabe 03/2017, 16.02.2017

Das neue Gesicht künftiger Automatisierungsnetzwerke

Belden, ein Anbieter von Signalübertragungslösungen für unternehmenskritische Anwendungen, zeigt, wie sich Automatisierungsnetzwerke in Zukunft verändern werden – von der Feldebene bis in den Kontrollraum. Auf der SPS IPC Drives 2016 in Nürnberg konnten die Besucher auf einer «Reise in das IIoT» die Vision von Belden für das Industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) erleben.

Bilder: Belden

Laut Oliver Kleineberg, Advance Development Manager der Belden-Marke Hirschmann, veranschaulicht die «Reise in das IIoT» die stetigen Investitionen von Belden in Produkte und Technologien für die Reali­sierung künftiger Automatisierungsnetzwerke. «Automatisierungs­netzwerke haben meistens einen sehr langen Lebenszyklus und werden in dieser Zeit kaum verändert. Insofern ist es nicht verwunderlich, dass man die Modelle, auf denen sie beruhen, ebenso über viele Jahre langsam und kontinuierlich und ohne fundamentale Veränderungen weiterentwickelt hat. Infolge der neuen Anforderungen durch Industrie 4.0 und das IIoT gibt es jedoch tiefgreifendere Veränderungen und das Gesicht künftiger Automatisierungsnetzwerke wird sich deutlich verändern», so Kleineberg.

Die Automatisierungspyramide ist ein bewährtes Modell

Weiter führt Kleineberg aus, wie sich Automatisierungslösungen von der klassischen Automatisierungspyramide zu einem Modell weiterentwickeln werden, das rund um die Anforderungen des IIoT und von Industrie 4.0 konzipiert ist: «Das Modell der Automatisierungspyramide stand über ein Jahrzehnt im Zentrum industrieller Automatisierungsanlagen. Es ist ein bewährtes Modell, mit dem sich komplexe industrielle Netzwerke und Anwendungen in funktionale Ebenen mit hoher horizontaler Interaktion unterteilen lassen. Innerhalb jeder Ebene der Pyramide arbeiten die vernetzten Geräte eng zusammen. Ausserdem gibt es starke wechselseitige Beziehungen zu den Geräten auf den direkt angrenzenden Ebenen, jedoch nur selten eine durchgängige Kommunikation in der gesamten Automatisierungsanlage. Da bei dem Pyramidenmodell die Ebenen durch Lokalisierung und Begrenzung der Funktionalität getrennt werden, sind sowohl Automatisierungsanlagen als auch deren Netzwerke sehr widerstandsfähig gegenüber gravierenden Störungen und Fehlern.»

­Massenprodukte in kleinen Losgrössen

Aufgrund der höheren Anforderungen von Industrie 4.0 bzw. der intelligenten Fabrik an die Flexibilität der Prozesse, beispielsweise durch eine kundenspezifische Fertigung und Aufträge für Massenprodukte in kleinen Losgrössen, wird die Automatisierungspyramide sozusagen zu einem Auslaufmodell. Infolge neuer Technologien für Automatisierungsnetzwerke wie TSN-Echtzeitethernet, Funkkommunikation, Miniaturisierung, Steuerung in der Feldebene und Lösungen für den Fernzugriff haben viele Anbieter begonnen, das strikte Pyramidenmodell zugunsten eines offeneren und flexiblen Netzwerkmodells aufzugeben.

Am Ende dieses langfristigen Veränderungsprozesses wird eine Netzwerkstruktur entstehen, die nicht mehr einer Pyramide ähnelt: die Automatisierungssäule. Die Schlüsselelemente dieser Säule sind eine deutlich stärker diversifizierte und grössere Feldebene sowie eine wesentlich wichtigere und funktionsreichere Backbone-Ebene. Im Zuge des Übergangs von der Pyramide auf eine Säule werden die meisten Funktionen der bisherigen Steuerungsebene entweder in die Backbone-Ebene der Fabriken verlagert und über virtuelle SPS oder in der Feldebene durch dedizierte oder verteilte Steuerungseinheiten bereitgestellt. Und die Steuerungsebene wird zu einer Verbindungsebene werden, die Echtzeittechnologien mit hoher Bandbreite wie etwa TSN nutzt, um die für die Kommunikation zwischen der Backbone- und der Feldebene erforderlichen hohen Datenraten und geringe Latenz zu ermöglichen. Weil die meisten Geräte eines Netzwerks künftig miteinander kommunizieren, lässt sich die inhärente Stabilität der Automatisierungspyramide in Netzwerken auf Grundlage der Automatisierungssäule durch eine sorgfältige Planung, Konfiguration, Überwachung, nahtlose und fehlertolerante Kommunikation sowie Cybersecurity ersetzen.

Das Fazit von Oliver Kleineberg: «Da die Kommunikation das zentrale Element künftiger Automatisierungsnetzwerke ist, konzentriert sich Belden auf den Übergang von der Automatisierungspyramide auf die Automatisierungssäule. In dieser neuen Automatisierungswelt werden Produkte der Belden-Marken Hirschmann und Lumberg Automation nach wie vor eine führende Rolle spielen.»

Unterbrechungsfreie, sichere und ­skalierbare Ethernetinfrastruktur

Mit seinen drahtlosen und drahtgebundenen Übertragungslösungen sowie integrierten Netzwerken stellt Belden die nächste Generation von Lösungen für industrielle Netzwerke bereit. Unter den Brands Hirschmann, GarrettCom und Tofino Security hilft Belden Firmen dabei, Ausfallzeiten zu minimieren und die Vorteile des Echtzeitdatenzugriffs und der Echtzeitsteuerung durch das IIoT zu nutzen. Dank einer unterbrechungsfreien, sicheren und skalierbaren Ethernetinfrastruktur lassen sich Betriebsabläufe optimieren und ihre Effizienz, Produktivität und Flexibilität steigern. Weitere Infos unter www.belden.com/products/industrialnetworking/index.cfm. 

Infoservice

Belden Electronics GmbH
Stuttgarter Strasse 45-51
DE-72654 Neckartenzlingen
Tel. 0049 7127 140, Fax 0049 7127 14 15 42
inet-sales@belden.com, www.belden.com



Transformation von der Automatisierungspyramide hin zur Automatisierungssäule in zukünftigen Automatisierungsnetzen


Infolge der neuen Anforderungen durch Industrie 4.0 und das IIoT wird sich das Gesicht künftiger Automatisierungsnetzwerke deutlich verändern