Industrial Ethernet | Profinet, Powerlink & Co.

16.10.2023 | Omron präsentiert mit der TM S-Serie neue kollaborative Roboter. Diese Cobots wurden für viele Branchen und Unternehmensgrößen entwickelt. Mit neuen Features lassen sich die neuen Cobots einfacher und schneller als alle Vorgängermodelle einführen und anwenden.

Vier Modelle mit einer Nutzlast von 5 bis 14 kg und einer Reichweite von 700 bis 1.300 mm stehen zur Auswahl. Verschiedene Montagearten sind möglich, wie das Zusammenspiel mit einem mobilen Roboter für eine mobile Manipulatorlösung (MoMa). Jeder Roboter verfügt über 6 Drehgelenke mit Wiederholgenauigkeit ±0,03 mm sowie 6 Freiheitsgrade mit Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,1 bis 1,4 m/s.

Die Modelle gibt es mit und ohne integrierte 1,2 M/5 M-Pixel-Farbkameras. Für Anwendungen, die eine höhere Auflösung erfordern, können optional 2-GigE-2D-Kameras eingesetzt werden. Das Kameragelenk am Ende des Roboterarms ist das branchenweit schnellste Gelenk seiner Art und viermal schneller als das Vorgängermodell.

12 weitere spezifische Sicherheitsfunktionen lassen sie Gesamtanzahl auf nun 31 anwachsen und machen diese Cobots sicherer denn je. In den meisten Fällen wird keine externe Sicherheitssteuerung benötigt. Die TM S-Serie erfüllt die Sicherheitsnormen ISO 13849-1 PLd Cat 3 und ISO 10218-1 und ist UL/CSA/KC-zertifiziert. Arm und Steuereinheit sind in IP54 ausgeführt. Der Einsatz in Reinräumen nach ISO 3 oder unter Arbeitsszenarien mit Schneidöl sind ebenfalls möglich.

Zu den Anschlussmöglichkeiten gehören analoge und digitale Signale, HDMI, Ethernet LAN, USB, RS232, Ethernet und Modbus TCP/RTU Master/Slave, mit zusätzlichen Optionen für Profinet und Ethernet/IP.

01.05.2023 | Die notarielle Jahresauswertung 2022 für installierte Produkte mit Profibus & Profinet Schnittstellen ist erfreulich, besonders bei Profinet und IO-Link. Zudem hat sich das Wachstum von Profisafe deutlich gegenüber 2021 verstärkt. In 2022 hat Profinet mit 10,5 Mio. Knoten einen neuen Rekord aufgestellt. Das waren 2 Mio. mehr als 2021 und damit ein Zuwachs von 23,5 %. Bis dato wurden insgesamt 58,7 Mio. Profinet-Geräte installiert.

IO-Link verzeichnete einen Anstieg um 8,4 Mio. Geräte in 2022 und damit 2,1 Mio mehr als im Vorjahr. Das Wachstum beträgt 33 %, wodurch die Gesamtzahl auf 35,7 Mio. Knoten ansteigt. Profisafe erzielte 2022 mit 2,8 Mio. Knoten seinen bisher besten Jahreswert, insgesamt 21,7 Mio. Geräte sind im Einsatz. Profibus erreichte in 2022 mit 1,5 Mio. Geräten den Wert des Vorjahres. In der Prozessautomatisierung blieb der Wert mit 0,8 Mio. stabil. Dies führt zu einer Gesamtinstallation von 67,4 Mio. Profibus-Geräten, wovon 15,4 Mio. in prozesstechnischen Systemen integriert sind.

07.05.2020 | Die Technologien von Profibus + Profinet International (PI) kommen auch nach über 30 Jahren seit ihrer Entwicklung immer noch sehr gut im Markt an. Die größte Steigerung auf Jahressicht erfuhr im Jahr 2019 IO-Link mit 40 %, Profinet erzielte 25 % und auch für Profisafe und Profibus gibt es erfreuliche Zahlen.

Die Experten haben in den Arbeitskreisen bei Profinet und IO-Link die Kommunikationstechnologien weiterentwickelt und wichtige Ergänzungen für deren Einsatz in Industrie 4.0 gerechter Produktion bereitgestellt. Ein Beispiel hierfür sind die beiden Companion Specifications, in denen OPC UA kompatible Informationsmodelle für IO-Link und Profinet beschrieben sind.

„Die jüngste Zählung der installierten Knoten sind für uns der beste Beweis dafür, dass wir in der Vergangenheit bezüglich der Entwicklung unserer Technologien eine Reihe von richtigen Entscheidungen getroffen haben“, kommentiert Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender der Profibus Nutzerorganisation und Chairman von PI die jüngste Zählung der installierten Knoten.

Mit 40 % steigerte sich genau wie ein Jahr zuvor IO-Link im Jahr 2019. Das zeigt, dass sich IO-Link im Markt auf längere Sicht etabliert. Die Zahl der installierten IO-Link Geräte beträgt nun mehr als 16 Millionen.

Rekordwert für Profinet Installationen

Mit 6,4 Millionen installierten Geräten hat Profinet den bisher größten Jahreswert erzielt. Dies entspricht einem Wachstum von 25 % und ergibt eine Anzahl von 32,4 Millionen Knoten.

„Profinet steht für eine zuverlässige und zukunftsfähige Kommunikationstechnologie, die die Anforderungen aus der Industrie 4.0-Perspektive schon heute sehr gut erfüllt. Damit dies auch weiterhin auf längere Sicht Bestand haben wird, arbeiten unsere Experten, zunehmend auch in Kooperation mit Experten anderer Organisationen, stetig weiter daran, Profinet als Enabler für die Digitalisierung in der Produktion fest zu verankern“, sagt Karsten Schneider.

Dies werde auch durch Ergebnisse anderer Marktstudien eindrucksvoll belegt. So hat IHS Markit ermittelt, dass Profinet mit 29 % das weltweit am stärksten verbreitete Ethernet-basierte System ist.

Profisafe erzielte 2,5 Millionen installierte Knoten in 2019. Damit wurde zwei Jahre in Folge die Zahl von 2 Millionen überschritten. Die Gesamtzahl der installierten Profisafe-Knoten liegt bei nahezu 14 Millionen. Last but not least vermeldet Profibus trotz seiner langen Marktpräsenz immer noch mit 1,9 Millionen neuen Knoten eine beeindruckende Anzahl. Ende 2019 waren mehr als 62 Millionen Profibus-Geräte in Industrieanlagen weltweit installiert. Davon flossen mehr als 13 Millionen in prozesstechnische Anlagen ein.

„Motiviert durch den Markterfolg engagieren sich unsere Mitglieder weltweit stark an der technologischen Fortentwicklung und in zahlreichen Marketing-Projekten“, so Karsten Schneider. „In diesem Zusammenhang ist zu hoffen, dass die virusbedingten Hemmnisse nur von kurzer Dauer sind und dass die Menschen im Business sowie im privaten Umfeld alsbald zur gewohnten Normalität übergehen können.“

29.04.2020 | Hilscher erweitert seine PC-Karten Technologie um die abgesetzte Netzwerkschnittstelle AIFX-REM12 mit M12 Anschlusstechnik. Die Nutzung von M12 statt der klassischen RJ45 Steckverbinder ermöglicht den Einsatz der PC-Karten Familie für industrielle Kommunikation Cifx in rauer Industrieumgebung. Mit der erweiterten Netzwerkschnittstelle lassen sich nun Schutzklassen bis IP67 realisieren und Wartungsaufwand reduzieren.

Die M12-Anschlusstechnik ist neben der weitverbreiteten RJ45 Netzwerkanschluss als Standard der IT- und OT-Welt ein weiterer Standard in der Feldebene der Automatisierung. Die Anforderung bestimmter Industrien an erweiterten Steckverbinder Schutz wird durch die sichere Anschluss Technik erfüllt. Diese Technologie schützt vor dem Eindringen von Staub und Feuchtigkeit. Zudem schützt die Schock- und Vibrationsbeständigkeit vor Lockerung bzw. Lösen der Verbindung. Das reduziert den Aufwand für Wartung des Systems deutlich.

Mechanischer Schutz für Real Time Ethernet Protokolle

Die Netzwerkschnittstelle AIFX-REM12 ermöglicht es Anwendern, Lösungen unter rauen Umgebungsbedingungen bis zu IP 67 einzusetzen. Durch die Plattformstrategie von Hilscher sind die bestehenden Komponenten wie Kabel, Firmware, Konfiguration, Tools und Cifx Hardware unabhängig von der Anschlusstechnik völlig identisch und wiederverwendbar. Durch den Plug-and-play-Austausch lässt sich ein Wechsel von RJ45- auf D-kodierte M12-Steckverbinder in Real Time Ethernet Systemen dank der erweiterten Netzwerkschnittstelle lediglich durch die Anpassung des Gehäuses umsetzen.

Mit der AIFX-REM12 Netzwerk Schnittstelle können eigene Geräte in rauer Industrieumgebung wie sie zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie, Halbleiterindustrie oder Automobilindustrie vorfindbar sind, angeschlossen werden. Zusätzlich zu den M12- Steckverbindern lassen sich dank der Netzwerkschnittstellen AIFX-REM12 integrierte LED-Lichtleiter durch einen 10-poligen LED-Konnektor ersetzen. Individuelle LED-Konzepte in Schutzklassen bis IP67 sind damit möglich.

Die Integration von Cifx-Technologie gestattet es Geräte- und Systemherstellern, den kontinuierlichen Änderungen am Markt flexibel und zukunftssicher zu begegnen. Basierend auf dem eigenen Multiprotokoll-Asic Netx nutzen die Mitglieder der Cifx-Familie einheitliche Tools, Treiber und Anwendungs Schnittstellen. Einmal integriert, ist eine Änderung von Protokoll, Format der Netzwerkkarte oder Anschlusstechnik schnell und einfach durchführbar. Dabei unterstützen die Cifx-Karten Master- und Slave-Funktionalität.

Mögliche Protokolle

Die Integration von Cifx Technologie in Verbindung mit der Netzwerkschnittstelle AIFX-REM12 gestattet die Nutzung folgender Protokolle in nur einer Hardware:

• CC-Link IE Field Basic Slave
• Ethercat Master und Slave
• Ethernet/IP Scanner und Adapter
• Modbus TCP
• Powerlink Conrolled Node
• Profinet I/O IRT Controller und Device
• Sercos Master und Slave
• Varan Slave

06.04.2018 | Im Hinblick auf neu installierte Knoten in der Fabrikautomation hat Industrial Ethernet die traditionellen Feldbusse überholt. Das ist die Haupterkenntnis unserer jährlichen Studie bezüglich der Marktanteile industrieller Netzwerke.

Wir werten jährlich den industriellen Netzwerkmarkt aus, wobei wir uns auf neu installierte Knoten innerhalb der Fabrikautomatisierung konzentrieren. Als unabhängiger Anbieter von Produkten und Dienstleistungen für die industrielle Kommunikation und das Internet der Dinge haben wir einen fundierten Einblick in den Markt der industriellen Netzwerke. Wir sehen einige Trends für die industrielle Kommunikation im Jahr 2018, blicken aber auch auf die Entwicklung der Marktanteile der industriellen Netzwerke der letzten 5 Jahre zurück.

Industrial Ethernet – Wachstum durch IIoT

Seit einigen Jahren wachsen Industrial-Ethernet-Netzwerke schneller als traditionelle Feldbusse und haben letztere nun überholt. Mit einer Wachstumsrate von 22 % hat Industrial Ethernet mittlerweile weltweit einen Marktanteil von 52 %, verglichen zu 46 % im Vorjahr. Ethernet/IP hat sich mit 15 % Marktanteil zum am weitesten verbreiteten Netzwerk entwickelt, gefolgt von Profinet, Ethercat, Modbus-TCP und Ethernet Powerlink.

Wir haben die Entwicklung aufmerksam verfolgt und der Übergang zu Industrial Ethernet war absehbar, aber erst jetzt hat es die Feldbusse bei der Anzahl neu installierter Knoten überholt. Wesentliche Treiber für Industrial Ethernet sind die Notwendigkeit hoher Performance, die Integration von Fabrikinstallationen und IT/IoT- (Industrial Internet of Things) Systemen sowie generell das IoT.

Feldbusse noch weit verbreitet – Rückgang erwartet

Dank einer starken Industrie und Bedenken hinsichtlich Cyber Security wachsen Feldbusse immer noch leicht. Dennoch: Obwohl die Feldbusse mit einer Wachstumsrate von 6 % (Vorjahr 4 %) leicht zugelegt haben, ist davon auszugehen, dass die Zahl der Feldbusinstallationen in den nächsten Jahren stetig abnimmt. Dominierender Feldbus ist nach wie vor Profibus mit 12 % weltweitem Marktanteil, gefolgt von Modbus-RTU und CC-Link mit jeweils 6 %.

Funk-Technologien wachsen um 32 % (Vorjahr ebenfalls 32 %) und machen 6 % (Vorjahr ebenfalls 6 %) des Gesamtmarktes aus. Innerhalb von Wireless ist WLAN die am weitesten verbreitete Technologie, gefolgt von Bluetooth. Wireless wird zunehmend von Maschinenbauern und Systemintegratoren zur Realisierung innovativer Automatisierungsarchitekturen genutzt. Anwender können den Verkabelungsaufwand der Wlan Geräte reduzieren und neue Lösungen für die Konnektivität und Steuerung umsetzen, einschließlich Bring Your Own Device (BYOD) – bei dem Tablets oder Smartphones zum Einsatz kommen.

Regionale Unterschiede

In Europa und dem Nahen Osten sind Profinet und Ethernet/IP führend. Auch Profibus ist dort immer noch weit verbreitet. Andere populäre Netzwerke sind Ethercat, Modbus-TCP und Ethernet Powerlink. Der US-Markt wird von den CIP-Netzwerken dominiert, mit einer deutlichen Verschiebung in Richtung Ethernet/IP. In Asien ist kein Netzwerk marktführend, aber Profinet, Ethernet/IP, Profibus, Ethercat, Modbus und CC-Link sind weit verbreitet. Auch die Ethernet-Version CC-Link IE Field gewinnt an Bedeutung.

Rückblick auf 5 Jahre Wachstum industrieller Netzwerke

Eine Besonderheit der diesjährigen Studie ist, dass HMS auf 5 Jahre stetiges Wachstum industrieller Netzwerke zurückblickt. Wir kommen zu dem Schluss, dass Industrial Ethernet im Jahr 2017 die Feldbusse in Bezug auf Marktanteile endgültig überholt hat. Es ist interessant zu sehen, dass Industrial Ethernet traditionellen Feldbussen den Rang abgelaufen hat und derzeit 52 % des Marktes ausmacht, hierbei hat sich Ethernet/IP als führendes Netzwerk etabliert.

Trotzdem bestätigt unsere Studie auch, dass der Netzwerkmarkt weiterhin fragmentiert bleibt – Nutzer fragen weiterhin nach Anbindungen an eine Vielzahl verschiedener Netzwerke, je nach Anwendung. Mit Blick in die Zukunft wird deutlich, dass industrielle Geräte durch das IoT und Industrie 4.0 zunehmend miteinander vernetzt werden. Aus unserer Sicht sind wir gut aufgestellt, um mit diesen Trends zu wachsen. Denn wie unser Claim ‚Connecting Devices‘ schon sagt, geht es bei HMS genau darum.

Datenbasis

Die Studie beinhaltet Einschätzungen von HMS für 2018 auf Basis neu installierter Knoten im Jahr 2017 im Bereich der Fabrikautomation. Ein Knoten ist definiert als eine Maschine oder ein Gerät, das mit einem industriellen Netzwerk verbunden ist. Die Zahlen sind eine konsolidierte Sicht von HMS basierend auf eigenen Verkaufsstatistiken, den Einblicken der Kollegen in die Industrie sowie der Gesamtwahrnehmung des Marktes.

22.06.2017 | Das EPSG Powerlink-Protokoll wurde von der IEEE als internationaler Standard IEEE61158 verabschiedet. Es ist das einzige Industrial Ethernet, das diesen Status erreicht hat. Die IEEE-Standards zu TSN und Powerlink sind damit aus Sicht der IEEE zentrale Komponenten für industrielle Echtzeit­kommunikation.

Die IEEE, das Institute of Electrical and Electronics Engineers, ist der weltweit größte Berufsverband von Ingenieuren aus den Bereichen Elektrotechnik und Informatik. Einer ihrer bekanntesten Errungenschaften ist der Standard IEEE802.3, auch bekannt unter dem Namen Ethernet. Die IEEE-Arbeitsgruppe Industrial real-time communication hat in den vergangenen zwei Jahren an der Definition eines Industrial-Ethernet-Standards gearbeitet. Im März 2017 hat die Arbeitsgruppe schließlich mit einer Zustimmung von 97 % Powerlink als alleinigen IEEE-Standard verabschiedet.

„Die industrielle Echtzeitkommunikation war bis dato ein weißer Fleck bei der IEEE“, sagte Dr. Victor Huang, Verantwortlicher für Standardisierungen bei der IEEE Industrial Electronics Society (IES) nach der Abstimmung. „Powerlink vereint hohe Performance mit uneingeschränkter Offenheit, damit ergänzt es ideal die bisherigen IEEE-Kommunikations-Standards.“ „Die Verabschiedung von Powerlink als IEEE-Standard ist ein wichtiger Schritt, um die industriellen Automatisierungstechnologien auf Feldebene zu standardisieren“, ergänzte Prof. Aleksander Malinowski, IEEE Industrial Electronics Society (IES) Senior Adcom Member.