Sicher und schnell #####

Der Trend im Bereich der industriellen Vernetzung geht dahin, Sicherheits- und Standard-Signale über ein und dasselbe Medium zu übertragen. Mit „Safetynet p“ tritt ein Ethernet-basiertes System an, welches beide Disziplinen beherrscht, und sich an den Anforderungen hochdynamischer Antriebsapplikationen orientiert.

Der Trend im Bereich der industriellen Vernetzung geht dahin, Sicherheits- und Standard-Signale über ein und dasselbe Medium zu übertragen. Mit „Safetynet p“ tritt ein Ethernet-basiertes System an, welches beide Disziplinen beherrscht, und sich an den Anforderungen hochdynamischer Antriebsapplikationen orientiert.

Anders als bei der Bürokommunikation hat sich in der Industrie- und Prozessautomation eine Vielzahl unterschiedlicher (Feld-)Busse etabliert – angefangen von Lösungen für Standard-Kommunikationsaufgaben bis hin zu besonderen Varianten mit zusätzlichen Leistungsmerkmalen für Applikationen wie etwa die Antriebs- oder Sicherheitstechnik. All diese Feldbusse sind in der Regel nicht kompatibel zueinander. Betrachtet man hingegen Ethernet als ein Netzwerk, in dem alle Geräte und Dienste miteinander über dasselbe Medium kommunizieren können, so erscheint die Idee eines einheitlichen industriellen Kommunikationssystems natürlich.

Für eine universelle Verwendbarkeit von Ethernet in der industriellen Automation ist die Unterstützung einer Echtzeit-Kommunikation zwingend notwendig. Um hochdynamische Antriebsanwendungen realisieren zu können sind deterministisch garantierte Zykluszeiten von 100 µs und weniger erforderlich. Ebenso unerlässlich ist die direkte Integration eines Protokolls für die Kommunikation von Informationen, das der Absicherung vor Gefahren für Mensch, Maschine und Umwelt dient. Neu hinzu kommen Forderungen nach dynamischen Netzen, in denen sich einzelne Teilnehmer an- und abmelden können. Dies war bisher bei der Verwendung von herkömmlichen Feldbus-Systemen kaum möglich. Basierend auf den genannten Anforderungen hat Pilz die von Safetybus p bekannte Technologie verfeinert und auf Ethernet portiert. Ergebnis ist mit „Safetynet p“ ein offenes Netzwerk, welches gleichsam für Echtzeit- und sichere Kommunikationsaufgaben genutzt werden kann.

Um den unterschiedlichen Anforderungen der Automatisierungstechnik gerecht zu werden, unterstützt Safetynet p zwei Varianten der Kommunikation: Das RTFL-Format (Real Time Frame Line) ist für die extrem schnelle Kommunikation in hochdynamischen Applikationen optimiert; das RTFN-Format (Real Time Frame Network) hingegen bietet die Möglichkeit, über ein beliebiges Ethernet- Netzwerk zu kommunizieren. Beide Varianten sind zueinander kompatibel und individuell oder gemischt einsetzbar.

Safetynet-p-Geräte können produktabhängig bereits einen Switch mit zwei Ports enthalten. So lassen sich auf einfache Weise die in der Industrie üblichen Linientopologien realisieren. Ist ein Abzweig nötig, so kann dieser mit einem handelsüblichen Switch hergestellt werden. Die Standardgeräte wie zum Beispiel Service-Laptop oder Drucker können dabei jegliche Art von Ethernet-Frames verwenden. Dazu gehören unter anderem alle vom PC bekannten Dienste wie E-Mailing, FTP, Internet, Video, aber auch andere Industrial Ethernet-Varianten, soweit diese Standard-Ethernet-Frames benutzen.

Das „Real Time Frame Network“

Das Real-Time-Frame-Network-Format (RTFN) von Safetynet p bietet Zykluszeiten bis 1 ms und ist damit als Zellenbus für die Kommunikation auf Zellenebene prädestiniert. Der Busaufbau folgt hier einer physikalischen Baumstruktur. Die Safetynet-p-Geräte kommunizieren Punkt-zu-Punkt, wobei jedes Telegramm Daten von einem Publisher an einen Subscriber (Producer-Consumer-Modell für Multi- Master-Strukturen) enthält. Abhängig von der Infrastruktur und den erforderlichen Diensten kommen MAC, TCP/IP oder UDP/IP zum Einsatz.