Realtime-Ethernet revolutioniert die industrielle Kommunikation

Komplexe Automatisierungsanlagen wie Druckmaschinen stellen hohe Anforderungen an die Kommunikations- und Steuerungstechnik. Für die reibungslose Produktion einer Zeitung müssen zahllose Steuerelemente und Geräte wie Antriebe, Motoren, Sensoren oder Ventile vernetzt und exakt abgestimmt sein. Bislang übernahmen diese Aufgaben speziell für Industrieanwendungen entwickelte Feldbussysteme, die in Echtzeit arbeiten können. Siemens stellt zur Hannover Messe 2003 ein Kommunikationsverfahren auf dem in der Bürokommunikation seit Jahren etablierten Ethernet-Standard vor.

Der wesentliche Vorteil gegenüber einem Feldbussystem ist, dass Ethernet zu allen Internetanwendungen kompatibel ist, was die Kommunikationsmöglichkeiten der Automatisierungskomponenten enorm erweitert. So kann sich ein Wartungstechniker mit einem Laptop in das System einklinken und sich Betriebsdaten in seiner gewohnten Windows-Umgebung ansehen. Auch eine Fernsteuerung der Anlage über das Internet ist leicht realisierbar. Mit der neuen Lösung können zudem mehr Geräte in Echtzeit vernetzt werden, als in bisherigen Feldbus-Systemen.

Bisher können mit Ethernet-Lösungen für die Industrie zwar hohe Datenmengen übertragen werden, diese bieten aber oft nicht die erforderliche zeitliche Präzision. Denn in vielen Produktionsanlagen kommunizieren die einzelnen Elemente nahezu in Echtzeit miteinander: In einer Zeitungsdruckmaschine müssen mehr als 100 Antriebsachsen innerhalb von Millisekunden miteinander synchronisiert werden, um exakt dieselbe Rotationsgeschwindigkeit aufzuweisen – andernfalls reißt das Papier.

Das von Siemens entwickelte Isochrone Realtime-Ethernet (IRT) ermöglicht Abstimmungszeiten von unter einer Millisekunde zwischen mehreren 100 Antriebsaggregaten. Möglich wird dies durch die Aufteilung des Ethernet-Busses in einen Turbokanal und einen offenen Kanal. Ähnlich einer Überholspur auf der Autobahn ist der Turbokanal für zeitrelevante High-Speed-Telegramme reserviert, während über den offenen Kanal weniger dringende Informationen wie Diagnosedaten laufen. Ähnlich einer grünen Welle schalten die Verteilstationen im Netz den Weg für die High-Speed-Telegramme vorausschauend frei, so dass fast keine Verzögerungen die Übermittlung bremsen.