Industrie 4.0
12.04.2017

Profinet im Zeitalter von Industrie 4.0

Profinet gehört zu den am weitesten verbreiteten Industrial-Ethernet-Systemen: Ende 2015 waren rund 12,8 Mio. Profinet-Geräte weltweit installiert. Nach dem Siegeszug in der Fertigungsautomation soll dieser mit dem PA Profil 4.0 nun bis in die Prozessautomation fortgeführt werden. Über die Details dazu sowie die Profinet-Zukunftsthemen und -aussichten im Zeit­alter der Industrie 4.0 mit OPC UA und TSN als wichtige Kommunikationstechnologien informiert PI-Chairman Karsten Schneider im Interview.

Karsten Schneider, Chairman von Profibus & Profinet International (PI): „TSN wird in der Zukunft ein wichtiger Bestandteil in der industriellen Kommunikation. Für Profinet öffnen sich dadurch Möglichkeiten, durch die Standard-Ethernet-Con­troller auch höhere Bandbreiten wie Gigabit zu nutzen.“ (Bild: PI)

 

Herr Schneider, 2015 hatte Profinet erstmals Profibus bei den jährlichen Wachstumszahlen übertroffen. Hat sich dieser Trend 2016 fortgesetzt – bitte geben Sie einen kurzen Einblick in die aktuellen Zahlen (sich abzeichnende Tendenzen).

K. Schneider: Richtig, 2015 wurden erstmals mehr Profinet-Knoten in den Markt gebracht als Profibus-Knoten. Auch wenn wir noch nicht die neuen Zahlen haben – die Knotenzählung durch den Notar läuft noch – gehe ich davon aus, dass sich dieser Trend fortsetzen wird: Profinet bietet als Ethernet-basiertes Kommunikationssystem viele Vorteile. Diese werden immer mehr von den Anwendern genutzt.

Profinet gehört zu den in der Fabrikautomation mit am weitesten verbreiteten IE-Systemen. In der Prozessautomation soll nun das PA Profil 4.0 für eine höhere Durchdringung der Profinet-Technologie sorgen. Bitte erläutern Sie kurz die Hintergründe und Ziele.

K. Schneider: In der Fabrikautomatisierung hat Profinet längst seinen Siegeszug angetreten. Mehrwertdienste, die durch die offene Kommunikation mit Ethernet geboten werden, überzeugen die Kunden. Allerdings musste Profinet in der Fertigungsautomatisierung auch erst beweisen, dass es alle benötigten Funktionen mitbringt und robust im Alltag ist. Für die Prozessautomatisierung sind aber weitere Eigenschaften wichtig: Zum Beispiel die Konfiguration im laufenden Betrieb oder die höheren ­Anforderungen an Redundanz im System. Hier haben wir in den vergangenen Jahren schon einige Spezifikationen auf den Weg gebracht und abgeschlossen. Das Profil 4.0 ist ein noch fehlender Baustein, um Feldgeräte mit der vom Profibus gewohnten Einfachheit auch bei Profinet zu nutzen. Hier steht vor allem die Usability im Vordergrund, zum Beispiel bei der Inbetriebnahme oder dem Gerätetausch. Unser Ziel ist, dass Profinet mit dem PA Profil genauso einfach zu handhaben ist wie ein (4 mA...20 mA)-Gerät.

Das Thema Industrie 4.0 ist derzeit in aller Munde. Damit einhergehend werden sich auch die Kommunika­tionslandschaft und die -strukturen verändern; es wird von einer Auflösung der Automatisierungspyramide gesprochen. Bitte skizzieren Sie kurz Ihre Sichtweise der Kommunikationsstruktur 4.0.

K. Schneider: Ich sehe nicht, dass sich die Automatisierungspyramide ersatzlos auflöst. So fordert die Namur als großer Verband der Anwender der Prozessautomatisierung mit der Namur Open Architecture ja gerade die Beibehaltung der Pyramide. Große Automatisierungslösungen werden immer eine Struktur benötigen, damit sie beherrschbar bleiben. Wichtig für Industrie 4.0 aus Sicht der Kommunikationslösung sind doch vor allem zwei Dinge: Zum einen semantisch qualifizierte Daten, auf denen ich neue Geschäftsmodelle aufbauen kann. Hier haben wir die Profile bei Profinet. Und zum anderen eine offene Kommunikation auf Standard-Ethernet, sodass Applikationen auf diese Daten auch zugreifen und sie nutzen können. Ohne diese über andere Kommunikationswege aufwendig zu tunneln.

Ihr Ziel ist es, Profinet als Standard für Industrie 4.0 zu etablieren. Dazu hat PI einen eigenen Arbeitskreis I4.0@PI ins Leben gerufen. Wo stehen Sie auf dem Weg dorthin heute und was sind die größten Herausforderungen?

K. Schneider: Nachdem wir den Arbeitskreis gestartet hatten, lag der Fokus zunächst darauf, die wichtigsten Handlungsfelder herauszuarbeiten. Anhand dieser Use Cases, die heute reale Schwierigkeiten in den Anlagen darstellen, erarbeiten wir derzeit die notwendigen neuen Technologien. Der Schwerpunkt liegt dabei vor allem – wie auch beim PA Profil – in der einfachen Anwendbarkeit von Profinet. Nur dadurch lassen sich die Potenziale von Industrie 4.0 freisetzen. Anhand dieser Szenarien haben wir fünf Themenfelder identifiziert, an denen wir derzeit arbeiten:  IPv6, OPC UA, Security, Semantik und TSN. Die Herausforderung dabei ist vor allem, zu unterscheiden, was technisch machbar ist und was wirklich einen Mehrwert bietet. Als Ingenieure verstricken wir uns gerne in den Möglichkeiten, die diese neuen Technologien bieten, ohne darauf zu achten, warum wir das eigentlich tun. Deshalb haben wir den Ansatz ausgehend von den Anwendungsszenarien gewählt. So stellen wir sicher, dass beispielsweise TSN nicht einfach nur eine neue Basis für Profinet ist, sondern den Einsatz wirklich vereinfacht.

OPC UA hat quasi schon den Status eines Kommunikationsstandards für Industrie 4.0 – von der Prozessebene in die Cloud – erreicht. Wie wird das „Zusammenspiel“ zwischen Profinet und OPC UA geregelt?

K. Schneider: In der Zukunft sehen wir Profinet und OPC UA gemeinsam in der Automatisierung. Jede dieser beiden Kommunikationslösungen hat ihren Anwendungsfall und löst diesen bestens. Profinet ist vor allem für die effiziente zyklische Kommunikation zwischen Controllern und Geräten konzipiert. Darüber hinaus bietet es die beste Diagnose in seiner Klasse. OPC UA ist vor allem für größere strukturierte Daten, wie man sie beispielsweise zu IT-Systemen, wie Cloud-Anwendungen, MES, Asset-Management-Systemen etc., überträgt, gemacht. Für die Zukunft sehen wir OPC UA auch noch zwischen Con­trollern als herstellerunabhängiges Protokoll. Da Profinet auf Standard-Ethernet beruht, können beide Protokolle zugleich auf derselben Infrastruktur genutzt werden – ohne Gateways oder Tunnel.

Bitte nehmen Sie noch eine Einordnung des Time Sensitive Networking (TSN) vor, das in der industriellen Kommunikation eine immer größere Bedeutung erlangt. Wie lassen sich Profinet und TSN kombinieren, wie profitiert der Kunde?

K. Schneider: TSN wird in der Zukunft ein wichtiger Bestandteil in der industriellen Kommunikation. Das zeichnet sich heute schon ab. Allerdings gibt es hier auch noch viel Arbeit. So ist heute noch nicht eindeutig klar, wie TSN-Netzwerke überhaupt konfiguriert werden. Unser Ansatz hierzu lautet: möglichst plug-and-play. Aber dafür fehlen noch Standards in der IEEE. Daran arbeiten wir. Der Vorteil ist, dass die Robustheit und Latenz, die heute zum Beispiel in IRT-Netzen mit Profinet erreicht wird, auch in IT-Netzwerken erreichbar sein wird. Für Profinet auf der anderen Seite öffnen sich dadurch Möglichkeiten, durch die Standard-Ethernet-Con­troller auch höhere Bandbreiten wie Gigabit zu nutzen. Unser Ziel dabei ist es, dass sich aus Anwendersicht nichts ändert. Profinet bleibt mit seinen Diensten wie Diagnose, Alarme oder den Profilen gleich. Es wird lediglich ein anderes Kommunikationsmedium genutzt.

Vom 24. bis 28. April öffnet die Hannover Messe ihre Pforten. Mit welchen Highlights rund um Profinet geht PI hier an den Start?

K. Schneider: Rund um Profinet, Profibus und IO-Link wird es wieder viel Neues zu sehen geben, zum Beispiel viele weitere Mitaussteller oder innovativen Geräte unserer Mitglieder. Für die PI ist die Hannover Messe aber vor allem eines: eine hervorragende Plattform zum Austausch über die neuen Technologien mit den Experten unserer Community. Wer sich also zum Stand von TSN, IPv6, PA Profil oder Industrie 4.0 im Allgemeinen informieren und austauschen will, ist herzlich eingeladen, unseren Stand zu besuchen. Wie jedes Jahr haben wir zahlreiche Experten aus verschiedenen Branchen auf unserem Stand anwesend. Schauen Sie einfach vorbei!

www.profibus.com

Hannover Messe: Halle 9, Stand D68

Digital Factory Journal: Jetzt kostenlos testen

Mit unserem neuen Fachmedium „Digital Factory Journal“ greifen wir neue Lösungsansätze, Geschäftsmodelle und Anwendungen aus der Praxis auf und berichten darüber mit hoher journalistischer Kompetenz für die Entscheider in der Industrie. Unser redaktioneller Fokus liegt dabei auf Ready-to-Use-Lösungen aus der IT- und Automatisierungswelt.

Bestellen Sie jetzt Ihr kostenloses Jahresabo!

Lesen Sie mehr...

Produktberater für IP20-IO-Systeme

Finden Sie die passenden IP20-IO-Systeme mit dem Online-Produktberater Wie in einem Beratungsgespräch werden Sie interaktiv an die am besten passenden Produkte herangeführt.

Lesen Sie mehr...

Normen

DIN-VDE-Normen einfach online nutzen

Normen aus dem VDE VERLAG

» Mehr Informationen ...

Zum Schmunzeln

„Natürlich führe ich Selbstgespräche. Manchmal braucht man eben eine Expertenmeinung!“

Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 21.09.2017