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Feldbus- und Industrial Ethernet-Kommunikation

2020-11-12

Mit der Entwicklung und Komplexität der Produktionslinien steigt auch die Anzahl der Geräte (Sensoren und Aktoren), die wir verwalten müssen. Industrielle Prozesse werden von SPS-Steuerungen und umfangreichen Netzwerken digitaler oder analoger Verbindungen ausgeführt. Meist handelt es sich dabei um Installationen, die auf elektrischen (Kupfer) oder Glasfaserkabeln basieren. Je nach Alter der Infrastruktur gibt es FIELDBUS- (ältere) oder ETHERNET- (neuere) Systeme.

Leitungen_und_Steckverbinder_FIELDBUS Leitungen und Steckverbinder FIELDBUS.

Beide Arten von Kommunikationsnetzen sind in vielen Betrieben zu finden. Ihre Wartung und Erweiterung erfordert die Verwendung spezieller Kabel, die einem bestimmten Datenübertragungsprotokoll untrennbar zugeordnet sind. Darüber hinaus muss die Verkabelung gemäß den Bedingungen auf der unterstützten Produktionslinie ausgewählt werden. Kontakt mit Ölen, hohe Temperaturen oder die Notwendigkeit, das Kabel während des Betriebs kontinuierlich zu biegen bedeutet, dass speziell für diesen Zweck angepasste Produkte verwendet werden müssen.

Was sind die Kommunikationsstandards bei Feldbus?

Es gibt mehrere Dutzend verschiedene FIELDBUS-Übertragungsprotokolle auf dem Markt. Unter diesen lohnt es sich, die drei häufigsten Typen zu unterscheiden.

  • PROFIBUS® DP – eines der beliebtesten Systeme, oft mit SIEMENS verbunden, es ist aber ein offener Standard. Viele Hersteller bieten kompatible Geräte und Zubehör an. Es ist gut skalierbar, bietet einen weiten Bereich von Übertragungsgeschwindigkeiten und damit auch der Längen eines einzelnen Kabels (bis zu 1200 m). In den meisten Branchen präsent. Unter dem Namen PROFIBUS® PA8 ist es auch in einer speziellen Version für die Prozessautomatisierung erhältlich (Raffinerien, chemische Industrie).

  • CANopen – ein Standard, der ursprünglich für Fahrzeuge entwickelt wurde. In der Automobilindustrie immer noch weit verbreitet. Mit seiner Hilfe führen Kfz-Servicestellen eine Computerdiagnose des Fahrzeugs durch - obwohl in der Automobilindustrie eine viel breitere Anwendung findet. Nach der Erweiterung um ein Kommunikationsprofil wurde es als CANopen in die industrielle Automatisierung überführt. Es wird hauptsächlich in Europa verwendet und in Übersee dank Rockwell Automation in Form des DeviceNet-Standards.

  • Der CC-Link -Standard ist vor allem Anwendern von Maschinen aus Japan und Asien bekannt. Es hat eine einfache Struktur und gewährleistet eine einfache Integration von Komponenten verschiedener Hersteller, weshalb es auch bei europäischen Anwendern beliebt ist.

Erwähnenswert sind auch einige andere Systeme, die in Produktionslinien zu finden sind: Actuator Sensor Interface, besser bekannt als AS-I, INTERBUS, FOUNDATION Fieldbus oder der sehr beliebte Modbus.

Welche industrielle Ethernet-Technologien sind die besten?

Im Zeitalter der sogenannten Industrie 4.0 steigt die Anzahl der an das industrielle Netzwerk angeschlossenen Geräte in Lawinen. Der Durchsatz von FIELDBUS-Systemen ist allmählich unzureichend. Daher stellte sich heraus, dass neue Lösungen eingeführt werden mussten. Herkömmliches Office-Ethernet war hauptsächlich aufgrund von Verzögerungen bei der Signalübertragung nicht für industrielle Anwendungen geeignet. Sie können sogar 500 ms erreichen, während Produktionslinien, in denen Antriebe gesteuert werden, Verzögerungen von mehreren Millisekunden erfordern. Mit anderen Worten, arbeite sie in Echtzeit. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden Mechanismen geschaffen, die kurze Reaktionszeiten von Systemen auf Basis der Ethernet-Infrastruktur ermöglichten. Man sprach über Industrial Ethernet.

Die Verkabelung industrieller Netze muss nicht nur schwierigen Umgebungsbedingungen standhalten, sondern auch zum Schutz der Übertragung vor elektromagnetischen Störungen. Daher werden im industriellen Ethernet im Gegensatz zum Office-Ethernet hauptsächlich abgeschirmte Kabel oder Glasfaser verwendet.

Auch hier finden wir mehrere nebeneinander existierende Standards.

  • PROFINET® ist das führende offene industrielle Ethernet-Standard in Europa. Es ermöglicht den Datenaustausch in Echtzeit zwischen Steuergeräten und Geräten, die in der Einrichtung betrieben werden. PROFINET® ist der Nachfolger von PROFIBUS®.

  • Modbus TCP ist ein interessantes Beispiel für die Anpassung des beliebten FIELDBUS-Standards. Der Modbus-Datenrahmen wurde in einen Ethernet-Rahmen "gepackt", um ein offenes System zu schaffen, das mittlerweile zu einem der Standards in der Prozessautomatisierung geworden ist.

  • EtherNET/IP ist ein industrielles Bussystem, das hauptsächlich in Amerika in Steuerungs- und Automatisierungssystemen verwendet wird. Einer der Hauptvorteile dieses offenen Standards ist die einfache Integration vorhandener Feldgeräte in die serielle RS-Schnittstelle.

  • CC-Link IE ist der führende Ethernet-basierte Standard in Asien und der Nachfolger des CC-Link-Feldbussystems. Es wird verwendet, um viel größere Datenmengen (im Vergleich zum Vorgänger) zu verwalten.

  • POWERLINK ist eine offene Echtzeit-Protokollerweiterung der zugrunde liegenden Ethernet-Technologie. Es ist jetzt das führende Ethernet-System. In Echtzeit arbeitend, in der Automatisierungstechnik verwendet.

Leitungen von LAPP für die Feldbus- und Industrial-Ethernet-Kommunikation

Ethernet-Kabel Industrielle Ethernet-Kabel.

Die Auswahl des richtigen Kabels für unsere Anwendung kann eine Herausforderung sein. Daher lohnt es sich, einen vorgefertigten Algorithmus zu verwenden und einige grundlegende Fragen zu beantworten. Das Hauptproblem wird der Kommunikationsstandard sein. Im Folgenden finden Sie die Schritte, mit denen unsere Kunden das richtige Produkt auswählen können. Klicken Sie einfach auf die Antwort, um zum Katalog zu gelangen und das entsprechende Angebot von TME anzuzeigen.

1. Was wird die Verbindungsart sein?

2.Funktioniert das Kabel im Freien, wenn es der UV-Strahlung ausgesetzt wird ?

3.Welche Chemikalien kommen mit der Leitungin Kontakt?

  • Die Leitung ist dem Kontakt mit Öl ausgesetzt: ETHERLINE P
  • Die Leitung wird regelmäßig gewaschen und desinfiziert, z. B. in einer Lebensmittelverarbeitungsanlage: ETHERLINE ROBUST
  • Die Leitung muss beständig gegen kochendes Wasser oder Temperaturen bis zu 100°C sein: ETHERLINE 105 plus

Leitungen von LAPP für die industrielle Kommunikation

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