Darum ist ASi-5 eine interessante Alternative zu Ethernet im Feld

Komponenten mit Ethernetanschluss sind teuer, die Planung aufwendig, die Anbindung zeitintensiv und die Infrastruktur (vorkonfektionierte Kabel, Stecker und Switches) gibt’s auch nicht umsonst. Ganz zu schweigen von der komplizierten Inbetriebnahme oder dem Workaround auf der Baustelle bei zu kurz bestellten M12-Kabeln. Rechtfertigen die vermeintlichen Vorteile den Aufwand? Es geht durchaus kostengünstiger und flexibler – mit ASi-5.

ASi-5: Gegenwart statt Zukunftsmusik

Innovationen setzen sich immer dann durch, wenn sie bestehende Einschränkungen aufheben und Nutzen stiften: etwa Dinge vereinfachen oder Kosten senken. Und wenn sie Verfügbarkeit sind. Bei ASi-5 als Feldbus-Technologie für die untere Automatisierungsebene ist das der Fall: Allein Bihl+Wiedemann hat nicht einmal drei Jahre nach Vorstellung der Technologie mehr als 70 Produkte lieferbar – von ASi-5/ASi-3 Gateways für eine Vielzahl von Feldbusumgebungen über selbstkonfigurierende digitale E/A Module bis hin zu einem 1-Port IO-Link Master.

Keine Frage, mit dem Beginn der Digitalisierung im Maschinen- und Anlagenbau sowie dem Vordringen intelligenter Sensoren und Aktuatoren ist der Bedarf an einer leistungsfähigeren Infrastruktur im Feld gewachsen. Mehr Geschwindigkeit und größere Datenbreite waren daher elementare Entwicklungsziele bei ASi-5. In ihrer Performance deckt die neue AS-Interface Generation die Anforderungen an die Netzwerkintegration der allermeisten Feldgeräte ab. Damit stellt ASi-5 immer dort eine echte Alternative zu Ethernetlösungen dar, wo diese Systeme zu aufwendig und zu teuer sind. Denn häufig sind sie für die meisten Feldgeräte hinsichtlich der Übertragungsperformance überdimensioniert – ein HMI oder ein Vision System vielleicht ausgenommen. Der Vergleich von Kanonen, mit denen auf Spatzen geschossen wird, drängt sich förmlich auf.

Natürlich wird auch im Ethernetbereich viel in Richtung günstigerer Alternativen gearbeitet, aber bis wann die Lücke zwischen Steuerungs- und Feldebene auch produkttechnisch geschlossen sein wird – und damit eine durchgängige Ethernetverbindung besteht – lässt sich Stand heute noch nicht absehen.

Starten statt warten

Mit ASi-5 ist dagegen heute schon viel in Sachen durchgängiger Vernetzung möglich, zumal die Technologie längst den Kinderschuhen entwachsen ist und sich in vielen Applikationen schon als valide Alternative zu Ethernet etabliert hat: Lager- und Materialflusstechnik, Förder- und Sortieranlagen, Shuttle-Systeme, Kommissioniersysteme, Regalbedien­geräte, FTS- und Krantechnik.

Anlagen, Maschinen und Systeme wie diese, die früher um Profinet nicht herumkamen, können jetzt mit ASi-5 automatisiert werden. Die Intralogistik profitiert schon heute von einer schlanken, leichten und leistungsstarken Infrastruktur für den Datenverkehr und die Energieversorgung im Netzwerk, die sich bei Bedarf ohne großen Aufwand und flexibel an neue Erfordernisse adaptieren lässt. Und das ohne Kompromisse: Die von Ethernet gewohnte Funktionalität und Diagnosetiefe stehen bei ASi-5 in gleichwertigem Umfang zur Verfügung.

Hauptgrund für den Siegeszug von ASi generell war und ist die einfache Verdrahtung – ohne Stecker, ohne vorkonfektionierte Kabel, ohne besonderen Planungsaufwand im Vorfeld, ohne große Logistik im Lager und auf der Baustelle. Das ASi Kabel kommt von der Rolle und kann passend abgelängt werden. Dies vermeidet unnötige Kabelstrecken. Die Module werden mit Durchdringungstechnik angeschlossen – senkrecht geführte Nadeln dringen in das Profilkabel ein und gewährleisten so eine maximal sichere Kontaktierung. Extra Steckverbinder? Zusätzliche Switches? Beides Mal Fehlanzeige! Einfacher, flexibler und kosteneffizienter geht es wohl kaum.

… heute verfügbare Ethernetlösungen fürs Feld? Beispielsweise bedient ein Web­server – integriert in das ASi-5/ASi-3 Gateway – gleichzeitig bis zu zwei ASi Kreise mit jeweils bis zu 96 ASi Modulen, an denen wiederum die unterschiedlichste Peripherie wie IO-Link Devices, Sensoren, Aktuatoren, Ventile oder Antriebe angeschlossen werden kann. Während bei Ethernet jede Netzwerkkomponente ihren eigenen Feldbusanschluss benötigt, reicht bei ASi-5 ein einziger Anschluss aus. Folglich ist auch nur eine einzige IP-Adresse zu konfigurieren. Außerdem kommen die Teilnehmer ohne teure Ethernetschnittstelle aus, was die Kosten in der Regel senkt. All dies spart enorm an Kosten für Hardware und Inbetriebnahme – zumal ASi-5 softwareseitig auch Funktionalitäten wie automatische Konfiguration und Geräteerkennung, eine Übersicht über alle Geräte im Feldbus sowie differenzierte Diagnosemöglichkeiten mit klaren Hilfestellungen bietet. Im Betrieb gewährleistet der schnelle, redundante Datenaustausch mit den Feldgeräten damit eine robuste Maschinenperformance.

Als Verdrahtungssystem und Schnittstelle für die unterste Feldebene wohl unschlagbar, bietet ASi-5 eine globale Vereinheitlichung auch in die 'Welt darüber' – also in die Welt der SPS und PC-basierten Automatisierungssysteme und deren ethernetbasierten Feldbusumgebungen wie Profinet, Ethernet/IP, Ethercat, Powerlink oder Sercos. Zusätzlich an Bord als direkte MES/ERP-Schnittstelle – beispielsweise für die Produktionsplanung oder Condition Monitoring über Cloud-Applikationen – ist der Kommunikationsstandard OPC UA. Die Schnittstelle ist hersteller- wie auch plattformunabhängig, kann sehr gut mit den genannten Feldbussen kombiniert und betrieben werden – und unterstützt zusätzlich umfangreiche Securitymechanismen. Damit stellt ASi-5 zusammen mit den ASi-5/ASi-3 Gateways vollumfängliche Datensicherheit nach außen bereit. Hinzu kommen funktionale sowie passive Sicherheit bis SIL3/PLe – also auch 'Safety integrated'.

Praxiseinsatz Palettierer

Das Interessante ist, dass ASi-5 jetzt in Applikationen vordringt, die bislang – mangels geeigneter Alternativen – eine Ethernet-Domäne waren. Dass es so ist, zeigt das Beispiel eines mit ASi-5 ausgestatteten Palettierers. In der Maschine verbaut sind insgesamt:

• 92 digitale Sensorsignale,
• 1 IO-Link Ventilinsel mit 24 Ventilen,
• 9 Rollenbahnenantriebe,
• 1 Sicherheits-Lichtgitter,
• 2 Not-Halt-Taster,
• 2 IO-Link Signalleuchten und
• 1 IO-Link Höhenabtastsensor.

Um diese Geräte über Ethernet zu vernetzen, wären mindestens folgende Module – jeweils mit separater Ethernetschnittstelle – notwendig gewesen:

• 1 Ethernet IO-Link Master mit acht Ports,
• 8 E/A-Module und
• 1 Ethernet Safety Modul mit 8 Ports mit langen Leitungen zum Lichtgitter und zu den Not-Halt-Tastern.

Dem Maschinenbauer wären damit nicht nur Kosten für 10 oft überdimensionierte Module, sondern auch für 10 individuelle Ethernetanschaltungen entstanden – wobei einige Safety Ports und IO-Link Ports ungenutzt geblieben wären. Zudem hätte der Inbetriebnehmer mit unterschiedlichen herstellerspezifischen Tools arbeiten müssen – eine zusätzliche Erschwernis.
Die Umsetzung des Palettierers mit ASi-5 ist dagegen viel schlanker:

• 1 ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateway mit integriertem Sicherheitsmonitor,
• 8 ASi-5 E/A-Module,
• 2 ASi Safety Module sowie
• 1 ASi-5 Modul mit vier integrierten IO-Link Master Ports

Diese Lösung benötigt keine separaten Anschaltungen der Module – die Ethernetanbindung der gesamten Applikation erfolgt über eine einzige Schnittstelle im ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateway. Zudem sind die Komponenten preisgünstiger und mit weniger Verdrahtungsaufwand installiert. Sämtliche Geräte wurden per Durchdringungstechnik einfach an das ASi Profilkabel angeschlossen. Spezielle Leitungen und teure T-Stücke waren dafür nicht nötig. So wurden auch hier Kosten in erheblichem Umfang eingespart. Und schließlich gestaltete sich auch die Inbetriebnahme einfacher – allein schon deswegen, weil nur eine IP-Adresse konfiguriert werden musste und die Software-Suite von Bihl+Wiedemann verschiedene Funktionen bei der Einrichtung des Netzwerks automatisch übernommen hat.

Die Applikation belegt: Das Produktportfolio von Bihl+Wiedemann bietet schon heute die Möglichkeit, viele Ethernetmodule in der Feldebene ohne Funktions- oder Sicherheitseinbußen durch ASi-5 zu ersetzen. Dazu tragen auch die selbstkonfigurierenden ASi-5 E/A Module mit der für ASi-5 typischen kurzen Zykluszeit und den kanalspezifischen Diagnosemöglichkeiten bei. Die Module sind technisch auf Augenhöhe mit Ethernet- oder IO-Link-Lösungen, haben aber den Vorteil einer wesentlich einfacheren und günstigeren Verdrahtung.

Einen wichtigen Beitrag leisten auch die ASi-5 Module mit integriertem IO-Link-Master: Sie sind kompakt, fein abgestuft in der Anzahl der Ports und damit in der Regel günstiger in der Anschaffung als ethernetbasierte Module.
Schließlich sind auch Industrie 4.0 Themen mit ASi-5 oft leichter und smarter realisierbar. Denn die effiziente Einbindung von IO-Link Devices war von Anfang an zentraler Bestandteil bei der Entwicklung von ASi-5. Und mit dem OPC UA Server haben die ASi-5/ASi-3 Gateways eine zukunftssichere Schnittstelle in die IT-Ebene standardmäßig mit an Bord.

Es ist also an der Zeit, den Fokus neu zu justieren – und mit ASi-5 zielgenau durchzustarten. (sk)