Erschienen in: A&D NEWSLETTER 6/2000, S. 28
Kommunikationssysteme wie Busse sichern den Informationsfluss in der Automation. Die Feldbusvielfalt bleibt uns aber in absehbarer Zeit erhalten. Daran werden auch Ethernet & Co. nichts ändern. Gateways bieten dem Automatisierungshersteller und -anwender eine einfache Möglichkeit, Kommunikationsbarrieren zwischen den einzelnen Systemen zu überwinden. Wie ein Adapter können die Gateways Komponenten mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an einen gewünschten Feldbus ankoppeln oder als Kommunikationsbrücke von Feldbus zu Feldbus sowie von Feldbus zu Ethernet dienen.
Eine stabile Kommunikationsinfrastruktur ist eine unabdingbare Voraussetzung zur Erfüllung der Anforderungen in der Produktion. Feldbusse verschiedenster Ausprägung habe sich hier seit Jahren bewährt. Interessenkonflikte der Unternehmen, die hinter den Feldbusstandards standen, gipfelten in einem ‚Feldbuskrieg‘ um die Durchsetzung eines oder zumindest weniger Standardbusse. Eine gewisse Abkühlung der Gegensätze erreichten die Parteien mit der gemeinsamen Verabschiedung der Feldbusnorm IEC 61158. Ein einzelner Standard konnte sich dabei nicht durchsetzten, im Gegenteil, die Norm bestätigt nur die Feldbusvielfalt - nun auch auf internationalem Parkett. Das Ergebnis kann nicht verwundern. Die ‚eierlegende Wollmilchsau‘ unter den Feldbussen, die alle Anwender in allen Anwendungen glücklich macht, existiert nicht. Trotzdem profitiert auch der Anwender von dieser Norm: Er hat jetzt den ersehnten Investitionsschutz für seine Maschinen und Anlagen. Auch wenn heute immer wieder zu hören ist, dass der eine oder andere etablierte Feldbus bereits tot sei: Die Busse werden weiterhin ihre Einsatzgebiete finden. Schließlich haben sie sich nicht nur in den letzten 15 Jahren im Feld bewährt, für das sie speziell entwickelt wurden, sondern haben auch eine breite Akzeptanz, wenn nicht gar Anhängerschaft, in den Anwenderkreisen gefunden. Neuerdings diskutieren die Experten über eine Verdrängung der Feldbusse durch Ethernet. Dabei bietet Ethernet den Vorteil, in der Office-Welt und nicht selten auch oberhalb der Prozessebene bereits ein Standard zu sein. In der Feldebene wird Ethernet aber noch lange Zeit ‚ausgebremst‘ bleiben. Dafür sprechen schon der Kostenvorteil: Teure industrietaugliche Switches und Router, die für Ethernet erforderlich sind, können mit den günstigen Feldbusanbindungen preislich nicht konkurrieren. Die Strategen der Bus-Nutzerorganisationen sehen daher im Ethernet keine Konkurrenz, sondern eine Ergänzung. Für ihre Migrationsbemühungen bezüglich Feldbus und Ethernet wollen sie freilich ihre jeweils eigene Protokolle nutzen. Einen eigenen Standard für die Schicht 7 hat Ethernet mit TCP/IP nicht; und dieser ist aufgrund der verschiedenen Normungsansätze, die allein auf der letzten Hannover Messe vorgestellt wurden, vorerst kaum zu erwarten.
Busvielfalt bleibt erhalten
Dass sich Ethernet in der Feldebene schnell durchsetzen kann darf angesichts der langlebigen Industrieanlagen bezweifelt werden. Selbst wenn Ethernet im Laufe der nächsten zehn Jahren einen Marktanteil von 80% erreichen könnte, wie dies bereits heute in der Office-Welt der Fall ist, bleiben 20% des Marktes für die vielfältigen Feldbusvarianten erhalten. Fazit: Die Feldbusvielfalt bleibt nicht nur - per Norm dokumentiert - erhalten, sondern wird um Ethernet & Co. sogar erweitert. Dazu kommt: Aufgrund der erheblichen Verbreitung der Busse treffen unterschiedliche Feldbussysteme in Produktionsketten und Anlagen immer öfter aufeinander. Maschinen- und Anlagenbauer kaufen nicht selten lieber bei Mittelständlern. Und die vertreten unterschiedliche Philosophien, auch bezüglich der eingesetzten Bussysteme. Nicht genug: Auch die Hersteller von Automatisierungskomponenten oder deren Endanwender stehen in vielen Fällen vor der Notwendigkeit, verschiedene Komponenten und Systeme mit RS232-, RS422- oder RS485-Schnittstelle in Feldbusse einzubinden. Einarbeitungs- und Entwicklungszeiten, Lizenzgebühren, Kosten für Entwicklungstools, Schulungen, Testequipment und die Feldbusvielfalt lassen die Kosten explodieren. Die Busvielfalt nimmt dabei erschwerend eher zu als ab. Keine einfache Aufgabe für die Verantwortlichen. Also bleibt die Datendurchgängigkeit weiter Zukunftsmusik. Ist der Traum der Integration aller Informationen von der Sensor-Aktor-Ebene bis zum ERP-System im Unternehmen bereits ausgeträumt? Eines steht fest: Die Zeiten von der Außenwelt unabhängiger Produktionsinseln sind vorbei. Überall steht die Forderung, Daten aus dem Feld durchzureichen. ‚Kommunikation und Information total‘ heißt der Slogan moderner Produktionsunternehmen.
Anschluss an den Feldbus
Gateways können hier gute Dienste leisten und als Kommunikationsbrücke zwischen den Buswelten fungieren. Deutschmann Automation bietet hier die ‚Unigate‘-Module als Lösung an. Mit Hilfe dieser Module lassen sich Systeme und Komponenten mit RS232-, RS422- oder RS485-Schnittstelle einfach, preiswert und schnell feldbusfähig machen., denn Gateways ermöglichen den Feldbusanschluss ohne oder nur mit geringem Aufwand. Die Module werden wie ein Adapter eingebaut und stehen für alle gängigen Feldbusse zur Verfügung. Die Schnittstellenparameter können über die kostenlose Software ‚Wingate‘ auf PC konfiguriert werden. Für die Diagnose stehen neun Status-LEDs zur Verfügung. Auch die Ankopplung an ‚Industrial Ethernet‘ und an MPI ist möglich. In den Standardausführungen werden die Daten transparent zwischen den beiden Schnittstellen übertragen, d.h. der Layer 7 wird ohne Änderung weitergegeben. Dieser Layer kann aber auch kundenspezifisch angepasst werden, um so zum Beispiel ohne herstellerseitige Anpassung, existierende Feldbus-Profile erfüllen zu können.
Brücke zwischen Feldbuswelten
Eine andere Gateway-Familie erlaubt die Kopplung von Feldbus zu Feldbus bzw. von Feldbus zu Ethernet. Zum Beispiel koppelt ein Modul dieser Reihe Profibus-DP und CANopen. Dabei verhält sich das Gateway auf der CANopen-Seite als nonkonformer Master gemäß DS301 und auf der Profibus-DP-Seite als nonkomformer Slave gemäß EN 50170. Mit dem Modul lässt sich die immer wieder auftretende Problematik lösen, CANopen-Slave-Teilnehmer an eine Siemens-SPS mit Profibus-DP anzukoppeln. Auch hier ermöglicht die kostenlose PC-Software Wingate die Konfiguration der Schnittstellenparameter. Vor allem kann der Anwender dabei das Mapping der Nutzdaten zwischen Profibus und CANopen einstellen. Mapping bedeutet hier die Abbildung von Daten eines Feldbusses auf einen anderen Feldbus. Neun Status-LED geben über den Status des Gateways Auskunft. Deutschmann erweitert die Produktfamilie ständig. Der Anwender kann daher davon ausgehen, auch zukünftig die benötigten Feldbusanschaltbaugruppen beziehen zu können. Entwicklungskosten für eventuelle kundenspezifische Protokolle fallen somit nur für die jeweils erste Feldbusanpassung an. Für die Implementierung auf weitere Feldbusse entstehen nur noch geringe Adaptionskosten. Als Mitglied in allen Nutzerorganisationen gewährleistet das Unternehmen die Anpassung der Gateways gemäß auftretender Veränderungen in den jeweiligen Feldbusspezifikationen. Die Feldbus-Gateways Unigate sind, sofern von der jeweiligen Nutzerorganisation angeboten, geprüft und zertifiziert. Der Vorteil für den Anwender: Sicherheit und Flexibilität zu akzeptablen Kosten.
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