Aufgrund der aktuellen Produktionsanforderungen besteht nicht nur der Bedarf nach Automatisierungslösungen, die gewährleisten, kontinuierlich Waren zu produzieren und zu liefern, sondern auch Transparenz und Produktivitätszuwächse bieten, wie sie Industrie 4.0 fordert. Bedenkt man, dass die Nutzungsdauer von Automatisierungshardware bis zu 20 Jahre beträgt, gibt es viele Anlagen, die mit veralteten Systemen arbeiten, die von einem Update profitieren werden. Hier können branchenführende offene Kommunikationstechnologien eingesetzt werden, um die nötigen Verbesserungen in Prozesstransparenz und Produktivität zu ermöglichen.
Warum Time-Sensitive Networking (TSN)?
Die Lebensdauer von Automatisierungsanlagen beträgt in der Regel viele Jahre, deshalb ist es wichtig zu wissen, welche Technologien den größten Nutzen von Langlebigkeit, schnellem Return on Investment (ROI) und klaren technischen Vorteilen haben. Unter Automatisierungsspezialisten herrscht weitgehend Einigkeit darüber, dass dem Time-Sensitive Networking (TSN) die Zukunft gehört. Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Ethernet-Substandards für die OSI-Schicht 2 nach IEEE 802.1. Diese ermöglichen Determinismus und Zuverlässigkeit in der Ethernet-basierten industriellen Kommunikation. Hier wird neben der Datenfluss-Priorisierung eine präzise Zeitsynchronisation im Netzwerk geschaffen.
So lassen sich unterschiedliche Arten von Daten über ein zentrales Netzwerk abwickeln – ohne Leistungsverluste bei wichtigen Steuerungsaufgaben. Das Ergebnis ist eine Industrial-Ethernet-Infrastruktur für die Koexistenz von Safety- und Motion-Control-Daten, allgemeinen Steuerungsdaten, Videoframes aus Inspektionssystemen, regelmäßigen Schichtprotokollen und sogar E-Mails.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Derartige Netzwerke können das Potenzial der Gigabit-Bandbreite voll ausschöpfen, sind einfacher strukturiert und somit auch kostengünstiger zu gestalten, einzurichten und zu warten. Außerdem können neue Systeme schneller eingebunden werden und sind früher betriebsbereit.
Die physische Trennung von kritischen und nicht-kritischen Netzwerken entfällt beim TSN und fördert so die Konvergenz von Operational Technology (OT) und Informationstechnik (IT). Das Zusammenwachsen von OT und IT ist eine zentrale Forderung von Industrie 4.0 und schafft Wettbewerbsvorteile durch mehr Transparenz, besseres Prozessmanagement, höhere Produktqualität, Produktionssteigerung sowie reduzierte Ausfallzeiten. Unternehmen können so besser auf Kundenanforderungen eingehen und ihr Geschäft ausbauen.
Die Entwicklung geht weiter
Viele der IEEE-802.1-Normen sind inzwischen fertiggestellt, aber nicht alle. Die Arbeitsgruppe IEC/IEEE 60802 arbeitet beispielsweise immer noch an der Standardisierung von TSN-Profilen für die industrielle Automatisierung. TSN entwickelt sich daher noch weiter.
