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antriebstechnik 9/2018

antriebstechnik 9/2018

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Lapp schafft Verbindungen … … für Kunden und die smarte Industrie Daten sind der Rohstoff des 21. Jahrhunderts. Damit sie in Bewegung bleiben, braucht es eine leistungsfähige Infrastruktur. Doch mit dem Thema Industrie 4.0 wächst auch die Datenkommunikation rasant. Betriebe setzen dabei immer stärker auf Ethernet- Verbindungslösungen. Marie Krueger von der Redaktion antriebstechnik hat sich bei Lapp einmal umgeschaut und das ein oder andere Video-Statement eingefangen. Mit Industrie 4.0 steht ein großer Schritt an: Daten sind der neue Rohstoff des 21. Jahrhunderts. Damit verschmilzt die physische Welt mit der digitalen, gleichzeitig nimmt die Vernetzung zu – jede Maschine, jedes „Ding“ tauscht mit anderen Informationen aus. Das hat Konsequenzen für die Organisation in produzierenden Unternehmen, besonders was den Fluss von Daten betrifft. Die klassische Automatisierungspyramide mit der Unternehmens (ERP)-Ebene an der Spitze, der Steuerungsebene in der Mitte und der Feldebene an der Basis wird sich in eine Infrastruktur ohne Hierarchien auflösen. Das Analysieren und Visualisieren, das Treffen von Entscheidungen und ihre Umsetzung in physikalische Bewegungen sowie das Erfassen von Informationen in einem digitalen Zwilling finden laufend und simultan statt und bedingen einander. Gut fürs Geschäft Die Revolution in den Fabrikhallen hat auch positive Auswirkungen auf das Geschäft von Lapp. Denn wenn jeder mit jedem kommuniziert, nimmt die Zahl der Verbindungen explosionsartig zu. Für den Anbieter integrierter Verbindungssysteme ist das eine gute Nachricht. „Lapp schafft Verbindungen in Fabriken, für Maschinen, für jede industrielle Tätigkeit“, sagt Georg Stawowy, Vorstand der Lapp Holding AG für Technik und Innovation. Wichtig ist dabei ein ganzheitliches Verständnis, das über das reine Produkt-Knowhow hinausgeht. „Wir bezeichnen uns als Kundenversteher und Lotse“, ergänzt Stawowy. Damit ist gemeint, dass Lapp die Herausforderung des Kunden versteht und für ihn eine Lösung maßschneidert. Die umfasst die passenden Produkte aus dem hauseigenen Portfolio, wenn nötig auch Spezialanfertigungen, außerdem – wie immer häufiger nachgefragt – die einbaufertige Konfektionierung bis hin zum Engineering. Stawowy: „Dazu gehört auch, die Kunden mit dem neuesten Wissen zu versorgen, etwa über Webinare oder Erklärvideos.“ Diese Schulungsaktivitäten sollen künftig ausgebaut werden, etwa zu Grundlagen der Automatisierungstechnik. Wildwuchs bei Ethernet-Standards Seit den 1990er Jahren ist Ethernet die unumstrittene Nummer eins in lokalen Datennetzen (LAN: Local Area Network). Über die Einhaltung der Standards für Ethernet wacht das Institute of Electrical and Electronics Engineers, kurz IEEE, auch I triple E ausgesprochen. Das gelingt erfolgreich bei Anwendungen im Büroumfeld, etwa wenn PCs miteinander verbunden werden sollen. Wer ein LAN-Kabel in seinen Rechner steckt, kann i. d. R. sicher sein, dass dieser mit einem anderen Rechner oder einem Internetrouter einwandfrei kommuniziert. Anders sieht es in Fabriken aus. Mittlerweile gibt es mehr als 20 Industrial-Ethernet- Systeme, die sich alle mehr oder weniger in technischen Details unterscheiden und daher inkompatibel sind. Hinzu kommen mehr als 50 Feldbus-Systeme wie Profibus oder CAN-Bus, die von Anbietern von Automatisierungstechnik favorisiert werden. Auch diese sind i. d. R. untereinander nicht kompatibel. Feldbus-Systeme sind in Fabriken weit verbreitet, weil sie als robuster gelten. Sie übertragen kleinere Datenpakete als 70 antriebstechnik 9/2018

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Ethernet, sind dafür aber echtzeitfähig. Das ist wichtig bei zeitkritischen Abläufen in Maschinen, etwa wenn ein Antrieb in Mikrosekunden auf das Signal eines Sensors reagieren soll. Das Bedienpersonal an der Maschine möchte außerdem sicher sein, dass die Maschine sofort stoppt, wenn man den roten Not-Aus Schalter drückt. Mit Ethernet ist das bisher nur bedingt möglich, wobei es Standardisierungsbestrebungen von IEEE gibt, die standardisierte Echtzeitfähigkeit auch in Ethernet zu implementieren. Dass die Zukunft auch in Fabriken Ethernet gehört, legen die Marktdaten nahe. Industrial Ethernet wächst derzeit mit 22 % pro Jahr, Feldbus-Systeme legen nur noch mit sechs Prozent zu. 2018 wird die Zahl der Installationen von Ethernet in Fabriken die von Feldbussen erstmals überholen. Die Ursache liegt in der zunehmenden Vernetzung und Digitalisierung in Zeiten von Industrie 4.0, die eine Auflösung der Automatisierungspyramide zur Folge hat. Darunter versteht man die Ebenen in der Fabrikkommunikation, mit der Feldebene als unterster Ebene. Über der Feldebene liegen die Steuerungsebene, die Prozessleitebene, die Betriebsleitebene und zuoberst die Unternehmensebene mit ihren ERP- Systemen, allen voran SAP. Bisher hatten diese Ebenen unterschiedliche Funktionen, daher arbeiteten dort auch unterschiedliche Programme, Sensordaten mussten sich von einer Ebene zur nächsten nach oben hangeln, umgekehrt sickerten Planungsdaten ebenenweise nach unten. Das macht die Fabriksteuerung kompliziert und wenig agil, auf eine flexible Produktion mit Losgröße eins ist die klassische Automatisierungswelt nicht ausgelegt. Flache Hierarchien in der industriellen Kommunikation Mit der Auflösung der Automatisierungspyramide verschwinden diese Ebenen, die Kommunikation findet in flachen Hierarchien statt. Jeder redet mit jedem – ERP- 01 Ethernet setzt sich durch in der industriellen Datenkommunikation: Aktuelle Maschinen werden bis zum Aktor oder Sensor mit Ethernet verbunden Systeme können z. B. direkt auf Sensoren an der Maschine zugreifen und so erfahren, ob es zu einer Störung kommen könnte, die die Lieferfähigkeit beeinflusst. Das geht allerdings nur, wenn auch die Verbindungstechnik das Schubladendenken überwindet. Kein Wunder also, dass das im Büroumfeld etablierte Ethernet auch in der Produktion und Logistik Einzug hält, natürlich mit entsprechend robusteren Komponenten. „Unsere Produkte sind herstellerneutral und immer auf die Anwendung zugeschnitten. Das heißt, sie können für alle gängigen Kommunikationssysteme eingesetzt werden“, betont Guido Ege, Leiter Produktmanagement und -entwicklung bei Lapp. Lapp beobachtet den Markt für Industrial Ethernet seit vielen Jahren und hat zwei Trends ausgemacht, die künftig größere Bedeutung am Markt bekommen werden. Ein Trend sind Hybridleitungen, sogenannte Ein-Kabel-Lösungen. Dabei handelt es sich um Leitungen, die Kabel unterschiedlicher Funktionen in einem Mantel vereinen, i. d. R. sind dies Anschlussleitungen für Servoantriebe mit integrierten Feedbackleitungen zur Abfrage der Sensoren. Ein zweiter Trend ist das Downsizing. Waren beim bisherigen Ethernet zwei oder vier Adernpaare notwendig, kann durch Single Pair Ethernet über ein Adernpaar bis zu 1 Gbit/s übertragen werden. Der Anwender profitiert von reduziertem Installationsaufwand und erzielt Platz- und Kostenvorteile. Die dazu notwendige Hardwareentwicklung auf der Chip-Seite ist in der Automobilindustrie vorangeschritten und kann adaptiert werden. Kosten, Robustheit und die durch die geringeren Datenraten größeren möglichen Längen sprechen dafür, dass Single Pair Ethernet auch in der Industrie an Bedeutung gewinnen wird. Fotos: Lapp www.lappkabel.de Videostatement Videostatement 02 Kabel für Single Pair Ethernet sind kompakter und einfacher zu installieren als herkömmliche Ethernetkabel mit vier Aderpaaren Georg Stawowy, Vorstand der Lapp Holding AG für Technik & Innovation, erläutert, warum Daten der Rohstoff des 21. Jahrhunderts sind http://bit.ly/lapp_stawowy „Quo vadis Ethernet?“ – Das beantwortete uns Guido Ege, Leiter Produktmanagement und -entwicklung bei Lapp http://bit.ly/lapp_ege antriebstechnik 9/2018 71

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