Anzeige
Internet Protocol statt Feldbus

Das Jahr von OPC UA und TSN

Viele Bereiche in der Feldebene, wie Maschinensteuerung, die bis vor Kurzem für Internet-Protocol-basierte Technologien unerreichbar schienen, stehen plötzlich vor einer Zeitenwende. Um sich in einem anspruchsvollen Industrieumfeld zu etablieren, braucht es auch entsprechende Standards.  Open Platform Communications Unified Architecture (IEC62541 OPC UA) in Verbindung mit Time Sensitive Networking (IEEE 802.1 TSN) sind die beiden Standards, die sich rasant durchsetzen. TSN beginnt, den klassischen Feldbusspezifikationen Konkurrenz zu machen und hat sogar das Potenzial, diesen mittelfristig zu ersetzen. 

 (Bild: Kontron S&T AG)

(Bild: Kontron S&T AG)

Große IT-Anbieter, wie etwa Microsoft mit Azure IoT Edge, drängen immer weiter an die Basis der Automatisierungspyramide vor. Kontron hat sich deshalb entschlossen, viele seiner Embedded PCs und Workstations – teilweise auch als Embedded Server – für das Fog- und Edge-Computing mit Microsoft Azure IoT Edge zertifizieren zu lassen. Auf der Seite der Standards setzt Kontron voll auf OPC UA und TSN. Der Standard stellt die Verbindung zwischen der Feldebene und der IT-Ebene her. Um sicher zu gehen, dass der Standard erfolgreich wird, hat Microsoft die entsprechende Spezifikation öffentlich gemacht und bietet die Implementation als Open-Source-Software an. TSN ermöglicht konvergente Ethernet-basierende Netzwerke, auf denen parallel zum IT-Datenverkehr auch zeitsynchronisierte, deterministische Kommunikation möglich ist, wie sie bei zeitkritischen Maschinensteuerungen und Prozessen unabdingbar sind.

Die TSN Netzwerkkarte

Ende November 2017 zeigte Kontron die erste Version seiner Standardnetzwerkkarte (NIC), die Time Sensitive Networking (TSN) ermöglicht. Die Spezifikationen des TSN sorgen dafür, dass Datenpakete zeitgerecht und hoch verfügbar zugestellt werden. Im industriellen Umfeld kann konvergentes, Ethernet-basiertes TSN mit garantierter Latenz und Quality of Service (QoS) mit Zeitsynchronisation proprietäre Feldbussysteme beispielsweise bei der Maschinensteuerung in der Fertigung ergänzen, mittelfristig ersetzen und gleichzeitig nahtlos bis in die IT-Ebene kommunizieren. Mit der Standard-PCI-Express-Netzwerkkarte einschließlich der dazugehörigen Netzwerk- und Switchtreiber für Linux können Industriecomputer mit einem redundanten Ring-, Linien-, Daisy-Chain- oder sternförmigen TSN-Netzwerk verbunden werden. Die TSN-Netzwerkkarte von Kontron umfasst einen integrierten Switch für redundante Netzwerke mit zwei oder vier externen sowie einem internen (via PCIe) Gigabit-Ethernet-Ports. Sie erfüllt alle Spezifikationen gemäß IEEE802.1 wie Timing und Synchronisation, Traffic Scheduling, Frame Preemption, Stream Reserveration Protocol und weitere. Im FPGA lassen sich zukünftige Erweiterungen durch Softwareupdates integrieren.

2018: Das Jahr von TSN

Zur Embedded World 2018 stellt Kontron ein Starterkit auf Systembasis für TSN vor. Zudem wird die Karte mit Private Labeling angeboten, so dass Maschinenhersteller, Automatisierer und Systemintegratoren die TSN-Karte unter ihrem Brand in ihre Geräte einbauen und damit ihren Kunden Time-to-Market Vorteile für die Integration in TSN-Netze ermöglichen können. Die Feldbusse werden sicher auf absehbare Zeit nicht ganz verschwinden, TSN in Verbindung mit OPC UA wird sie aber nach und nach ablösen. Bei der Prüfung von Produktionsprozessen im Rahmen von Digitalisierungsstrategien dürfte der IP-Standard immer dann vorgezogen werden, wenn es technisch möglich ist. Mit OPC UA und der entsprechenden TSN-fähigen Hardware wird vieles denkbar.

Autor: Norbert Hauser,
Vice President Marketing,
Kontron S&T AG
www.kontron.de

Das könnte Sie auch interessieren

Die IAR Systems Group plant mit einem Investmentfond und weiteren Leistungen Startup-Unternehmen zu fördern, die im Bereich IoT-Sicherheit innovative Lösungen entwickeln.

Anzeige

Das auf klassisches CAN und modernes CAN FD spezialisierte Unternehmen Peak-System wird auf der Embedded World 2019 seine neuesten Produkte vorstellen. Messebesucher können einen Blick auf das PCAN-MiniDiag FD und die neue PCAN-MicroMod FD Produktserie werfen.

Das auf KNX spezialisierte Unternehmen aus Darmstadt, Peaknx, stellt hochwertig verarbeitete Touch-PCs zur System-Visualisierung her. Es handelt sich um vollwertige Rechner mit kapazitivem HD (18,5″-Variante) und Full HD (11,6″-Variante)-Touchscreen. Als Standardsoftware wird Windows 10 IoT Enterprise eingesetzt. Der Panel-PC verfügt über direkte Anschlüsse an KNX, USB und Ethernet.

Anzeige

Peak-System hat das Handheld PCAN-MiniDiag FD zur grundlegenden Diagnose und Überprüfung von CAN- und CAN-FD-Bussen veröffentlicht. Das batteriebetriebene Gerät verfügt über Funktionen, welche beispielsweise die Terminierung, Buslast, Nachrichten- und Fehlerzähler sowie die am CAN-Anschluss anliegenden Pegel anzeigen.

DigiCert, Utimaco, und Microsoft Research haben den Picnic-Algorithmus in einem ersten Testlauf erfolgreich im Bereich des Internet der Dinge implementiert.

Im Vorfeld der Embedded World ist das 50-seitige inVISION Sonderheft ´Embedded Vision & Deep Learning´ erschienen, in dem zahlreiche interessante Produkte und Applikationen zu beiden Vision Technologiebereichen vorgestellt werden.

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige