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Industrial Ethernet – Auswahlkriterien

Bei der Auswahl einer Ethernet-Lösung sollten nicht nur die technischen Leistungsparameter, sondern auch folgende Kriterien berücksichtigt werden.

Engineering

Wichtige Fragen für den Anwender sind:

  • Auf welcher Basis werden Geräte im Engineering-System beschrieben?
  • Wie werden Geräte unterschiedlicher Hersteller berücksichtigt?
  • Muss die Konfiguration der Geräte bei Topologieänderungen angepasst werden?
  • Was ist bei einem Gerätetausch zu beachten?
  • Wie werden die ggf. unterschiedlichen Versionsstände der Teilnehmer verwaltet?
  • Was muss seitens des Engineering-Systems beim Firmware-Update von Peripheriegeräten beachtet werden?

Gerätetausch

Die Kommunikationsteilnehmer in einem Ethernet sind eindeutig durch ihre MAC-Adressen gekennzeichnet. Dies gilt uneingeschränkt für alle Echtzeit-Ethernet-Lösungen. Da eine MAC-Adresse jedoch an das jeweilige, individuelle Gerät gebunden ist und nicht verändert werden kann, ändert sich bei einem Gerätetausch auch die MAC-Adresse des Teilnehmers. Für ethernet-basierte Kommunikationssysteme der Kategorie B und C muss dies daher konzeptionell für den Gerätetausch berücksichtigt werden. Die Lösungen hierfür unterscheiden sich teilweise erheblich. So verwenden einige Lösungen z. B. ein zusätzliches Adressschema (beispielsweise ist dies bei PROFINET der sog. Gerätename) oder unterstützen eine Teilnehmeridentifikation über die Topologie.

Diagnose

Die einzelnen Ethernet-Systeme erlauben unterschiedliche Diagnosekonzepte. Diagnosefunktionen können dementsprechend entweder durch die Engineeringsysteme bereit gestellt werden, in den Geräten integriert sein oder in Form von Analysewerkzeugen zum Einsatz kommen. Während bei den Feldbussystemen häufig die Prüfung der Kabel (Layer 1) im Vordergrund steht, dominieren bei Ethernet-basierten Systemen die Lösungen zur Prüfung auf funktionaler Ebene (Layer 2 und Applikation).

Bei der Auswahl eines Ethernet-Systems sollte das Diagnosekonzept berücksichtigt werden. Hilfreich sind auch Diagnosewerkzeuge, die kein Spezialwissen über die eingesetzte Technologie erfordern, sondern aus Anwendersicht die Prüf- und Diagnoseergebnisse darstellen.

Feldbusintegration

In vielen Anwendungsfällen stellt sich die Anforderung nach einer schrittweisen Migration von bestehenden Feldbuslösungen zu ethernet-basierten Lösungen. Aus technischer Sicht wird diese Integration häufig durch Gateways oder Proxies realisiert. Bei der Auswahl ist daher einerseits die Verfügbarkeit derartiger Gateways für die relevanten Feldbussysteme zu prüfen sowie deren möglichst nahtlose Integration in das Engineering.

Integration in Unternehmensnetze

Aus Sicht der Netzwerkinfrastruktur ergibt sich durch diese Möglichkeit ein weiterer wichtiger Aspekt: das Management der Netzwerkinfrastrukturkomponenten (Switches, Gateways etc.).

Bei Maschinen und Anlagen, die als eigenständige Einheiten arbeiten, ist es selbstverständlich, dass die Ethernet-Netzwerkkomponenten, wie z. B. Switches, als zur Maschine zugehörig verstanden werden. Sobald eine Integration in ein Produktions- oder Unternehmensnetz erfolgt, muss jedoch entschieden werden, ob diese Komponenten weiterhin als Teil der Maschine angesehen werden oder als Teil der Netzwerkinfrastruktur. Damit verbunden sind sowohl organisatorische als auch funktionale Fragestellungen.

Aus funktionaler Sicht ist eine Zuordnung zum Maschinensystem sinnvoll und wird so auch von den meisten Ethernet-Lösungen favorisiert. Dennoch muss sich der Anwender mit der Frage auseinandersetzen, wie und durch wen das Management derartiger Netzwerkkomponenten erfolgen soll und welche Optionen von den jeweiligen Produkten unterstützt werden.

Marktakzeptanz / Herstellervielfalt

Die beste Kommunikationstechnologie nützt nichts, wenn nicht auch entsprechende Kommunikationsteilnehmer verfügbar sind. Ethernet-basierte Kommunikationssysteme können daher nur dann am Markt bestehen, wenn auch das Angebot an entsprechenden Peripheriekomponenten ausreichend groß ist. Dies wird in der Regel durch unterschiedliche Hersteller abgedeckt. Die Herstellervielfalt ist dabei auch ein Indikator für die Verbreitung und Marktakzeptanz einer Ethernet-Lösung.

Anwender sollten bei der Bewertung eines Ethernet-Systems darauf achten, durch welche Maßnahmen Interoperabilität von Produkten verschiedener Hersteller gewährleistet wird und wie die Zertifizierung von Geräten geprüft werden kann.