Ein Testbed für TSN Ein großer Schritt zum IoT

National Instruments arbeitet gemeinsam mit dem Industrial Internet Consortium (IIC) sowie den Branchenführern Bosch Rexroth, Cisco, Intel, KUKA, Schneider Electric und TTTech an der Entwicklung des weltweit ersten Testbeds (Testumgebung) für TSN-Anwendungen (Time-Sensitive Networking).

Die Unternehmen um National Instruments konzentrieren sich verstärkt auf die Weiterentwicklung bestehender Netzwerkinfrastrukturen, um den künftigen Anforderungen des industriellen Internets der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) sowie den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht zu werden. Da für den Einsatz neuer digitaler Technologien in Produktionsprozessen ein zuverlässiger und sicherer Zugriff auf Smart-Edge-Geräte notwendig ist, muss Standardnetzwerktechnik mit neuen Funktionen und Fähigkeiten ausgestattet werden. Nur so lassen sich die komplexen Anforderungen zukünftiger industrieller Systeme erfüllen und der Betrieb von Maschinen, Stromnetzen und Verkehrssystemen optimieren.

Mit dem Testbed sind Unternehmen in der Lage, die neuen IEEE-802-Ethernet-Standards, auch bekannt als TSN, für eine Vielzahl von Produktionsanwendungen zu testen und zu evaluieren. TSN ermöglicht eine herkömmliche, offene Netzwerkinfrastruktur mit herstellerunabhängiger Interoperabilität und bietet eine garantierte Zustellung und Performance. Die Technologie unterstützt die Steuerung, Regelung und Synchronisierung in Echtzeit – beispielsweise zwischen Motorsteuerungsanwendungen und Robotern – über ein einzelnes Ethernet-Netzwerk. Gleichzeitig eignet sich TSN aber auch für anderen gängigen Produktionsdatenverkehr, sodass IT- und Betriebstechnik in einem Netzwerk zusammengeführt werden können. Bisher wurde ein Großteil der echtzeitfähigen Steuer- und Regelanwendungen über nicht standardisierte Netzwerkinfrastrukturen oder voneinander getrennte Netzwerke bereitgestellt, was den Zugriff auf Geräte und Daten deutlich erschwerte bzw. teilweise unmöglich machte. Der größte Nutzen von TSN liegt daher in der Zusammenführung und besseren Anbindung von Technologien, um die für Big-Data-Analysen benötigten kritischen Daten zur Verfügung zu stellen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, um die Betriebsabläufe im IIoT zu verbessern und neue Geschäftsmodelle auf Basis intelligenter, vernetzter Systeme und Maschinen zu realisieren.

Das TSN-Testbed ermöglicht das Zusammenführen unterschiedlicher kritischer Steuer- und Regeldatenübertragungen (u. a. OPC UA) und Best-Effort-Datenübertragungen in einem einzelnen, ausfallsicheren IEEE-802.1-Netzwerk (TSN), den Nachweis der Echtzeit-Fähigkeiten und herstellerunabhängigen Interoperabilität von TSN über ein konvergentes Standard-Ethernet-Netzwerk, die Bewertung der Sicherheit von TSN und das Bereitstellung von Feedback bezüglich der Sicherung eingeführter TSN-Funktionen. Daneben werden auch Möglichkeiten für die Integration leistungsstarker und latenzkritischer Anwendungen in das IIoT aufgezeigt und Integrationspunkte für intelligente, echtzeitbasierte Edge-Cloud-Regelsysteme in IIoT-Infrastrukturen und –Anwendungen bereitgestellt.