Mit Time-Sensitive Networking (TSN) bahnt sich eine neue IEEE-Technologie für Ethernet an, die die Bandbreite der Büronetze mit der Latenz der Fertigungsnetze verbindet. Im Arbeitskreis Industrie 4.0 von PI (Profibus & Profinet International) wurden nun die Anforderungen und Ziele für die künftige Nutzung von TSN in Profinet erarbeitet. Der Fokus der Arbeit liegt zunächst in einer einfachen Handhabung von Profinet. Anwender sollen die neue Technologie einfach in ihren Geräten oder Anlagen einsetzen können, ohne das vorhandene Wissen aufgeben zu müssen. Dazu sollen die Dienste wie Diagnose, Parametrierung usw. identisch zur heutigen Welt sein. Auch das Engineering, also die Konfiguration des Netzwerks, soll in gewohnter Weise erfolgen. Dadurch will PI einen einfachen Übergang in die neue Ethernet-Welt ermöglichen und für breite Akzeptanz bei den Anwendern sorgen. Darüber hinaus setzt PI auf Standard-Ethernet-Technologie, um zum einen auf ein breites Angebot an Ethernet-Chips für die Realisierung der Profinet-Schnittstelle auf Geräten zurückgreifen zu können, und zum anderen von den Weiterentwicklungen der IEEE-Technologie, wie z.B. Gbit-Bandbreite, profitieren zu können. Zudem können mit TSN durchgängige synchrone Netzwerke für taktsynchrone Anwendungen realisiert werden. Bisher mussten Netzwerke separiert und in den Geräten dedizierte Chips integriert werden.
Safety mit IO-Link – Spezifikation freigegeben
Mit der Freigabe und Veröffentlichung der IO-Link Safety-Spezifikation durch die IO-Link Community sowie der erfolgreichen Konzeptbeurteilung durch den TÜV Süd steht der Umsetzung in Systeme und Geräte nichts mehr im Wege. So wie IO-Link ist auch IO-Link Safety Feldbus- und Systemunabhängig. Erreicht wird dies durch die Umsetzung der vielen am Markt verfügbaren Safety Protokolle zu IO-Link Safety im Master. Die IO-Link Safety Devices bleiben damit weltweit einheitlich. Bedenkt man, dass es bereits heute mit den 4.000 Device-Typen wesentlich mehr gibt als IO-Link Master, so liegen die Vorteile auf der Hand. Soll ein neuer Markt oder ein neues System für IO-Link Safety erschlossen werden, so muss nur ein entsprechender IO-Link Safety Master entwickelt werden. Alle vorhandenen IO-Link Safety Devices können unverändert verwendet werden. Der Konfigurationsaufwand für IO-Link Safety ist gering. Die Authentifizierung ergibt sich aus der Zuordnung zum Master-Port – die Überwachungszeit je Device wird automatisch eingestellt. Wie bei IO-Link können Devices ohne den Einsatz eines Engineering Tools ausgetauscht werden: Ein ausgetauschtes Gerät erhält nach Wiederanlauf automatisch die gespeicherten Parameter seines Vorgängers. Zudem sorgt die Authentifizierung dafür, dass Verwechselungen aber auch Manipulationen ausgeschlossen werden. Eine große Herausforderung ist die offene und sichere Parametrierung von Safety Devices. IO-Link Safety Devices besitzen immer eine Gerätebeschreibung IODD, die die Kommunikationseigenschaften, die Identifikation, die Parametrierung und die Diagnose vollständig enthält. Die einschlägigen Normen verlangen aber ein ‚Dedicated Safety Tool‘, um Manipulationen auszuschließen. Daher gibt es eine Softwareschnittstelle zur Integration der zu den Devices gehörenden Dedicated Tools in die IO-Link Engineering Tools. Das Device Tool Interface (DTI) ist sehr einfach gehalten und stellt somit sicher, dass die Integration in die vorhandenen IO-Link Engineering Tools kein Problem darstellt und auf der Device-Seite auch vorhandene sicherheitsgerichtete Gerätesoftwaren leicht angepasst und weiterverwendet werden können. Wichtig dabei ist, dass das Paket aus IO-Link Safety Device, IODD und Dedicated Tool unverändert in allen Systemumgebungen eingesetzt werden kann. Damit können Anwender auf ein großes Spektrum an Geräten zugreifen – gleich welches Automatisierungssystem sie verwenden oder in welcher Branche und Region sie tätig sind. Auf Basis der vorliegenden Spezifikation können die Hersteller jetzt beginnen, IO-Link Safety in ihre Systeme zu integrieren. Parallel dazu werden die Testspezifikation und Testsysteme sowie die Zertifizierung vorbereitet. So ist zwar 2017 voraussichtlich noch nicht mit Produkten zu rechnen – im Anschluss wird jedoch ein zügiges Rollout weltweit – besonders in Asien und Europa – erwartet.
