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Industrie 4.0

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Unter dem Motto “PROFINET – The Backbone of Industrie 4.0” können sich die Besucher bereits über drei von fünf Schwerpunktthemen detaillierter informieren. TSN und Security werden dabei anschaulich mit Hilfe von Live-Demos präsentiert, so dass die Funktionsweise und der Nutzen deutlich werden. Ein neues Video veranschaulicht die Zielrichtung und Funktionsweise von OPC UA im PROFINET-Kontext.

  

Kaum ein Thema hat im vergangenen Jahr die Kommunikationstechnologie so beherrscht, wie TSN. Auch PI beschäftigt sich intensiv mit der Technologie und setzt daher einen seiner Schwerpunkte auf der diesjährigen Hannover Messe auf dieses Thema. „TSN bietet große Chancen, gerade im Hinblick auf die Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten. Da es aber lediglich einen Layer 2 für die Kommunikation definiert und damit keinen Feldbusersatz darstellt, muss TSN sinnvoll in die PI-Technologien integriert werden“, erklärt Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender PROFIBUS & PROFINET International (PI) „Wir wissen zudem aus vielen Gesprächen, dass die Technologie durchaus noch erklärt werden muss, daher vermitteln wir auf der Hannover Messe anhand von Live-Demos und Videos nicht nur die Grundlagen, sondern wie die Implementierung in bestehende Technologien funktionieren kann.“ TSN bringt einige Vorteile für den Anwender mit sich. So können zum Beispiel Standard-Ethernet-Bausteine in der Feldebene eingesetzt werden. Dadurch sinken die Anschaltungskosten für die Hersteller und es ist eine größere Gerätevielfalt für die Anwender zu erwarten. Zudem lassen sich mit TSN durchgängige synchrone Netzwerke für taktsynchrone Anwendungen realisieren. Bisher mussten solche Netzwerke separat realisiert und in den Geräten dedizierte Chips integriert werden. Auch können durch die Verwendung von herkömmlichen Ethernet Controllern zukünftig höhere Bandbreiten im Netzwerk realisiert werden. Gigabit Ethernet wird so schneller auch in der Feldebene realisierbar. Eine wichtige Voraussetzung für Industrie 4.0 Anwendungen.

 

In der Live-Demo auf dem PI-Stand kommunizieren Entwicklungs-Boards, die Standard Ethernet Controller mit integriertem TSN enthalten, mit PROFINET-Protokollen und dies auch taktsynchron. „Angesichts der hohen installierten Basis von PROFINET-Geräten ist für uns und unsere Anwender natürlich die Kompatibilität ein wichtiger – wenn nicht sogar der wichtigste – Aspekt“, führt Schneider weiter aus. Daher wird auf der Messe gezeigt, wie bestehende PROFINET Geräte in zukünftige TSN Netze integriert werden können. Auch der Plug & Work-Ansatz wird mit der Live-Demo gezeigt, indem Geräte der Installation einfach getauscht werden können. „Die Netzwerktopologie ist mit TSN nicht mehr so wichtig wie bei IRT“, ergänzt Schneider.

 

„Ohne eine einfache Handhabung wird sich eine neue Technologie am Markt jedoch nicht durchsetzen, daher müssen sich TSN-Netzwerkparameter leicht konfigurieren lassen“, ist Schneider überzeugt. So soll sich die Anwendersicht auf z. B. IO-Daten, Parametrierung, Diagnose, etc. auch bei der Integration von TSN nicht verändern. Damit dies funktioniert, ist viel Detailarbeit vonnöten, die derzeit in den unterschiedlichsten Arbeitskreisen von PI vorangetrieben wird. Parallel zur Entwicklung der Spezifikation zur Nutzung von TSN mit PROFINET, deren Veröffentlichung im ersten Quartal 2019 geplant ist, werden derzeit Guidelines, How-to-use-Anleitungen etc. auf den Weg gebracht, sowie ein Testsystem etabliert und die Zertifizierung erarbeitet. Quasi begleitend werden Piloten und Prototypen entwickelt. Für weitere Details stehen die Experten aus dem PI@Industrie 4.0-Arbeitskreis auf dem Messestand bereit, die auch über das zweite Schwerpunktthema ‚Security‘ Auskunft geben.

 

Hier hat PI bereits 2005 Vorarbeit mit der Veröffentlichung der Security-Guideline getätigt, die bis heute ihre Gültigkeit hat und ständig aktualisiert wird. Ein Beispiel ist etwa die Robustheit von PROFINET-Komponenten gegenüber Denial-of-Service-Angriffen – sprich auch bei unerwartet hohen Netzlasten funktionieren PROFINET-Geräte einwandfrei. Nun widmet sich PI einem weiteren Thema im Security-Umfeld, der Authentifizierung, also der Sicherstellung, dass die Daten auch wirklich von einem PROFINET-Gerät stammen. „In der Live-Demo simulieren wir einen Man-in-the-Middle-Angriff und zeigen, wie ein PROFINET-Gerät dadurch manipuliert wird. Gleichzeitig präsentieren wir prototypisch Security-Mechanismen, die das Verfälschen von Daten verhindern“, berichtet Schneider. Der PROFINET-Prototyp wird unbeeindruckt von Angriffen einfach weiter laufen. Auch hier stehen Experten zur intensiven technischen Diskussion bereit.