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Die Zukunft der industriellen Kommunikation Industrial Ethernet gewinnt an Fahrt

Autor / Redakteur: Ines Näther / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Industriegeräte werden zukünftig noch mehr miteinander kommunizieren. Im Zeitalter von Industrie 4.0 wird die Kommunikationsschnittstelle zur Schlüsselfunktion. Datenvolumen und -geschwindigkeit steigen rasant und Security spielt eine immer wichtigere Rolle.

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Die Aufteilung der Industrie-Vernetzung laut HMS-Erhebungen*
Die Aufteilung der Industrie-Vernetzung laut HMS-Erhebungen*
(Bild: HMS)

Zukunftsfähige Automatisierungskomponenten müssen heute sowohl die bewährten industriellen Feldbus- und Industrial-Ethernet-Netzwerke für die Prozessdatenübertragung als auch die TCP/IP-basierten Protokolle der IT-Technik unterstützen. Die Herausforderung für Gerätehersteller liegt insbesondere darin, alle Kommunikationsfunktionen über eine einzige leistungsfähige Kommunikationsschnittstelle abzuwickeln. „Geräte, die diese Forderungen erfüllen, sind gut gerüstet für die Zukunft mit Industrie 4.0 und dem industriellen Internet der Dinge“, sagt Michael Volz. Der Geschäftsführer von HMS Industrial Networks gibt als Kommunikationsexperte einen Einblick in die aktuellen Marktentwicklungen:

Kein einheitlicher Kommunikationsstandard in Sicht

Auch wenn die für den Anwender nutzbaren Funktionen der einzelnen Bussysteme sehr ähnlich sind, haben die Busprotokolle im Detail wenig gemeinsam. Da es keinen Standard gibt, geht der Trend in Richtung Multiprotokoll-Schnittstellen.

Endanwender mögen Feldbusse

Die Feldbustechnik ist weitgehend ausgereift und gerade deshalb bei Anwendern beliebt. Denn Profibus & Co. sind bewährt, stabil und zuverlässig. Nach Angaben der Profibus Nutzerorganisation (PNO) waren Ende 2014 in der Industrie 51 Mio. Profibus-Geräte im Einsatz – ein Zuwachs von 3,5 Mio. verglichen mit 2013.

Industrial Ethernet ist eine immer noch junge Technologie, die sich im eher konservativen Automatisierungsmarkt nicht so schnell durchsetzen kann, wie noch vor ein paar Jahren allgemein erwartet. Es hat sich in Branchen mit kurzen Innovationszyklen wie der Automobilindustrie bereits etabliert und ist für den Bereich Motion Control sowie für Anwendungen mit großen Datenmengen prädestiniert. So stieg laut PNO beispielsweise die Zahl der installierten Profinet-Geräte bis Ende 2014 auf ca. 9,8 Mio.

Industrial Ethernet ergänzt klassische Feldbusse

Die Anzahl neuer Profibus-Knoten hat sich auf hohem Niveau stabilisiert, bei Industrial Ethernet sind seit ca. 3 Jahren große Zuwächse zu beobachten. HMS rechnet für Feldbusse mit Wachstumsraten im unteren einstelligen, für Industrial Ethernet im mittleren zweistelligen Prozentbereich. Nach Einschätzung von HMS liegt der Marktanteil der Feldbusse momentan bei 66 %, der der Industrial-Ethernet-Systeme bei 34 %.

Profinet und Ethernet/IP liefern sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen, wobei Profinet in Europa und Ethernet/IP in Amerika und Japan dominiert. Auch Ethercat ist auf dem Vormarsch und insbesondere in USA und Japan in der Halbleiterindustrie sehr verbreitet. Es konnte sich auch im Maschinenbau durchsetzen, wo es zunehmend proprietäre Protokolle ersetzt.

Nach unserer Einschätzung wird Industrial Ethernet die Feldbusse in 3 bis 5 Jahren bei der Zahl neuer Knoten überholen. Treiber sind die höhere Peformance, größere Datenmengen, bessere Echtzeiteigenschaften, die Integration von Safety-Protokollen sowie die Durchgängigkeit in die Büronetzwerke. Betrachtet man aber die absolute Zahl installierter Knoten werden klassische Feldbusse noch geraume Zeit dominieren.

Michael Volz, Geschäftsführer HMS Industrial Networks: „Klassische Feldbusse sind nach wie vor wichtig. In 3 bis 5 Jahren wird Industrial Ethernet jedoch die Feldbusse bei der Zahl neu installierter Knoten überholen.“
Michael Volz, Geschäftsführer HMS Industrial Networks: „Klassische Feldbusse sind nach wie vor wichtig. In 3 bis 5 Jahren wird Industrial Ethernet jedoch die Feldbusse bei der Zahl neu installierter Knoten überholen.“
(Bild: HMS)

Modbus hat stabile Marktposition

Interessant ist in diesem Zusammenhang auch, dass Modbus eine sehr stabile Marktposition hat. Es gibt immer noch etliche – auch neue Feldgeräte – die „nur“ eine serielle oder Ethernet-Schnittstelle haben. In solchen Fällen ist meist Modbus die erste Wahl: Es unterstützt RS232/485 bzw. Ethernet, ist kostengünstig und nach wie vor ein gängiges Netzwerk.

Vernetzte Sicherheitstechnik gewinnt an Bedeutung

Laut PNO verzeichnet der sichere Busstandard Profisafe hohes Wachstum. Danach kamen 2014 mehr als 1 Mio. neue Profisafe-Knoten hinzu und die Gesamtzahl der installierten Knoten hat die 4-Mio-Grenze überschritten. Wesentlicher Treiber dürfte hier die Automobilindustrie (AIDA) sein, die sich auf Profinet als Kommunikationsstandard geeinigt hat und „ein Kabel für alles“ anstrebt. Das heißt, sichere und nicht-sichere Signale sollen über dieselbe Busverkabelung laufen. Das ist mit Profinet in Kombination mit Profisafe möglich.

Sonderlösung Wireless

Wireless Netzwerke haben sich bisher nur als Sonderlösung in mobilen oder rotierenden Anwendungen durchgesetzt. Im Kontext von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge werden drahtlose Netzwerke in den Bereichen Datenerfassung, Bedienung und Überwachung wohl deutlich an Bedeutung gewinnen.

*Die im Aufmacherbild dieses Beitrags dargestellte Einschätzung basiert auf den bisher von HMS weltweit verkauften rund 3 Mio. Feldbus- und Ethernet-Anschaltungen in der Fertigungsautomation sowie einer Auswertung von aktuellen Marktstudien bekannter Marktforschungsinstitute.

Dieser Beitrag stammt von unserem Schwesterportal ELEKTRONIKPRAXIS.

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