Kommunikation ist der zentrale Punkt, wenn es darum geht Produktionssysteme zu vernetzen. Dass sich die Profibus Nutzerorganisation (PNO) im Zentrum der Industrie 4.0-Entwicklung sieht, wundert deshalb kaum. Doch ob vor allem die Prozessindustrie-Ausprägung des Profibus angesichts mickriger Bandbreite (31 kBit/s) überhaupt in der Lage ist, hier einen Beitrag zu leisten, wird nicht nur von Anwendern sondern auch von Herstellern mehr oder weniger offen angezweifelt.

Die Commerzbank-Arena bildete in diesem Jahr den Rahmen der PI-Konferenz.

Die Commerzbank-Arena bildete in diesem Jahr den Rahmen der PI-Konferenz. Armin Scheuermann

Die PNO-Vorstände Karsten Schneider und Frithjof Klasen beim Eröffnungsvortrag zur PI-Konferenz.

Die PNO-Vorstände Karsten Schneider und Frithjof Klasen beim Eröffnungsvortrag zur PI-Konferenz. Armin Scheuermann

Michael Kessler, Pepperl Fuchs, und Jörg Hähniche, Endress Hauser, zeigten, wie die neue APL-Feldbusphysik künftig in den Namur Open Architecture-Ansatz passen kann.

Michael Kessler, Pepperl Fuchs, und Jörg Hähniche, Endress Hauser, zeigten, wie die neue APL-Feldbusphysik künftig in den Namur Open Architecture-Ansatz passen kann. Armin Scheuermann

Dass Profibus PA auch deshalb keine Zukunft hat, war schon auf der letzten PI-Konferenz vor zwei Jahren zu hören. Das breitbandige Profinet soll auch für die Prozessindustrie die Bustechnik der Zukunft werden. Und hierzu gab es gleich mehrere interessante Aussagen auf dem Kongress der Nutzer und Anbieter, der in diesem Jahr im Frankfurter Bundesliga-Stadion stattgefunden hat.

Profibus PA wird durch Profinet ersetzt

Als ersten Schritt auf dem Migrationspfad sieht die Bus-Organisation die Ablösung von Profibus DP durch Profinet als Backbone von Prozessautomatisierungslösungen im Nicht-Ex-Bereich. Und in nicht allzuferner Zukunft soll Profinet über die von den Anwendern geforderte Zweileiter-Lösung auch die Feldebene bis hin zur Ex-Zone 0 erreichen. Die APL-Gruppe, ein Zusammenschluss verschiedener Automatisierungshersteller, hat sich, so Profibus-Vorstand Karsten Schneider, im Februar darauf geeinigt, wie die neue Lösung für eine künftige Ethernet in the Field-Physik vorangetrieben werden soll. Die PNO soll als „Host-Organisation“ hier künftig neben ODVA und Fieldcomm-Group eine wichtige Rolle spielen, um das technisch bereits spezifizierte Bussystem innerhalb der nächsten drei Jahre zur Marktreife zu bringen.

Und weil die Prozessindustrie für ihre Anwendungen ein spezielles Profil benötigt, soll das PA-Profil noch in diesem Jahr auch für Profinet adaptiert werden. Die künftige Kommunikationslösung für die Prozessindustrie sieht die PNO als Lösungspaket, bestehend aus Profinet, PA-Profil für Profinet, FDI und Ethernet im Ex-Bereich.

„Eine IP-basierte Kommunikation auf allen Ebenen ist die Voraussetzung, um Industrie 4.0 zu ermöglichen“, ist Michael Kessler, Executive Vice President Components & Technology bei Pepperl+Fuchs überzeugt. Gemeinsam mit Dr. Jörg Hähniche, Endress+Hauser, stellte Kessler in Frankfurt vor, auf welche Topologie sich die Hersteller für Ethernet im Feld geeinigt haben: Dieses besteht aus einem Ethernet-Switch in Zone 2, einer bis zu 1.000 m langen 2-Drahtlösung mit Stromversorung („Trunk“) in Schutzart Ex e für Zone 1 die schließlich Feldgeräte in Zone 0 über bis zu 200 m über zwei Leiter anbindet („Spur“, Ex i). Die künftige Lösung soll transparent für alle Ethernet-Protokolle sein, also auch Profinet, und Switches in den Zonen 2 und 1 nutzen. Außerdem sieht die Spezifikation vor, dass Profibus-PA-Kabel sowie alle gängigen Schirmungskonzepte genutzt werden können.

In der ersten Phase ist eine Bandbreite von 10 MBit/s vorgesehen, in Phase 2 soll die Lösung in Richtung 100 MBit/s weiterentwickelt werden, die Entfernungsanforderung wird dann jedoch von 1.000 auf 500 m reduziert. Jedes Field Switch soll bis zu 50 Feldgeräte versorgen können. Die Feldbusphysik soll vollständig kompatibel zu Standard-Ethernet in den Ebenen 1 und 2 des ISO/OSI Modells sein und eine durchgängige Profinet-Kommunikation bis zum Feldgerät ermöglichen.

Von der höheren Bandbreite versprechen sich die Protagonisten zusätzliche Funktionalitäten und kleinere Zykluszeiten. Feldgeräte sollen künftig direkt in Industrie 4.0-Architekturen eingebunden werden können. Und auch für einfache Sensoren wie Drucktransmitter oder Temperaturmessumformer soll die Breitband-Zweidraht-Kommunikation wirtschaftlich sein.

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