Modulares Gateway: Profinet-Anbindung leicht gemacht

Es gibt mehrere Wege, Geräte mit einem Netzwerk zu verbinden: Bei einem neuen Design ist alles ganz einfach, hier kann der richtige Anschluss gleich integriert werden. Bei bestehenden Designs muss man auf andere Lösungen zurückgreifen. Aber auch dabei gibt es kein unüberwindbares Hindernis.

Die Profinet-Technologie (Profinet = Process Field Network) wurde auf Grundlage des Ethernet von Profibus & Profinet International entwickelt und bietet in der industriellen Kommunikation die Möglichkeit, Daten in Echtzeit über bestehende Ethernet-Netzwerke zu senden. Ob es sich hierbei um taktsynchrone Motion-Control-Anwendungen, Gebäudeautomation, Prozessautomatisierung oder Fertigungstechnik handelt, spielt keine Rolle, denn das Profinet erlaubt einen schnellen Datenaustausch über Ethernet-Netzwerke in Verbindung mit industriellen IT-Aufgaben.

Vor dem Einsatz von Profinet ist es zunächst notwendig, die eigenen Ansprüche und Mittel zu analysieren, um entscheiden zu können, welcher Weg genutzt werden sollte. Der Anwender muss sich darüber Gedanken machen, welche Profinet-Funktionen bzw. -Performance er benötigt, ob zusätzliche Ethernet-Funktionen notwendig sind und welche weiteren Kommunikationsstandards unterstützt werden sollen. Des Weiteren ist es wichtig, die Flexibilität, Zukunftssicherheit, die Stückzahl und das Entwicklungsrisiko zu berücksichtigen. Je nachdem, welche Ansprüche erfüllt werden sollen, lässt sich Profinet in drei unterschiedliche Conformance-Klassen unterteilen. Außerdem ergeben sich verschiedene Möglichkeiten der Implementierung: Die Hard- und Software kann entweder komplett selbst entwickelt werden oder teilweise oder komplett von anderen Lieferanten hinzugekauft werden.

Für den Zukauf bieten Technologieanbieter ihren Kunden ein umfangreiches Angebot an Hard- und Software an. Dazu zählen ein externes Gateway, Kommunikationsmodule, Mikrocontroller mit Profinet-Stack und Mikrocontroller mit kompletter Protokoll-Software. Bei diesem Angebot kann zwischen einem zugekauften und einem eigenentwickelten Profinet-Stack gewählt werden. Des Weiteren wird eine komplette Entwicklung einer Protokoll-Software angeboten.

Mit Gateway oder Chip von Protokoll zu Protokoll

Das Profinet-Gateway wird verwendet, wenn nur eine geringe Zahl von Geräten an Profinet angebunden werden soll. Außerdem ist die Verwendung sehr vorteilhaft, wenn eine schnelle Kommunikationslösung benötigt wird. Somit ist es der schnellste und einfachste Weg zu Profinet. Weitere Vorteile eines Gateway (z.B. die modularen Gateways Kunbus mGate) sind, dass keine Produktentwicklung notwendig ist und das System getestet und zertifiziert ist.

Außer dem Gateway gibt es auch noch die Möglichkeit, einbaufertige Module zu verwenden. Deren Vorteil besteht in der kompletten Hard- und Software-Implementierung und der Netzwerkoffenheit, durch die eine Multi-Netzwerk-Anbindung ermöglicht wird. Durch die integrierte Lösung wird ein spezifischer Formfaktor ermöglicht. Empfohlen werden diese einbaufertigen Module vor allem für niedrige bis mittelgroße Stückzahlen. Es sind zwar auch Modelle für große Stückzahlen vorhanden, jedoch kann für diese der Preis pro Schnittstelle gegebenenfalls zu hoch sein.

Ein weiterer Weg zu Profinet ist eine Chip-Lösung mit integriertem Profinet. Bei einer solchen ASIC-Variante besteht der Vorteil darin, dass der Profinet-Stack bereits integriert ist und eine Anpassung an die Geräteanforderungen möglich ist. Je nach der verwendeten Hardware kann eine hohe Performance erzielt werden. Jedoch ist eine Hardware-Entwicklung erforderlich. Außerdem ist der Preis für einen ASIC mit Profinet höher als für einen Standard-Mikrocontroller.

Die komplette Hardware-Implementierung bietet sich vor allem bei großen Stückzahlen an, bei denen das Gerät einem großen Preisdruck unterliegt, da eine gute Kostenkontrolle ermöglicht wird. Entsprechend der benötigten Anforderungen können die am besten geeigneten Komponenten gewählt werden, so dass eine hohe Performance erreicht wird. Für Entwicklung und Pflege müssen dabei aber viel Zeit und Expertise aufgewendet werden. In diesem Bereich tritt auch die Kunbus GmbH als Technologiepartner auf.