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Fraunhofer IOSB-INA, Phoenix Contact und Weidmüller präsentieren gemeinsame Arbeit

Die TSN/A - Konferenz, eine Kooperation der Avnu Alliance und der Fachzeitschriften Computer & AUTOMATION und Elektronik automotive gilt mittlerweile als einer der Wissens-Hubs im Bereich der industriellen Ethernet-Standards. Mit Time Sensitive Networking (TSN) wird das Standard-Ethernet erweitert, um Zeitsensivität für Anwendungen bereitzustellen, die eine robuste, deterministische Konnektivität erfordern. TSN hat eine breite Wirkung, insbesondere in Anwendungsbereichen wie der industriellen Produktion, Automotive und Pro AV / Consumer IP Networking. Die TSN/A-Konferenz 2019 behandelte die technologischen Aspekte der Normierung sowie anwendungsspezifische Themen in den verschiedenen Märkten und Branchen.

Das CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT) ermöglicht es den ansässigen Unternehmen zusammen unter einem Dach zu arbeiten und zu forschen. Dies machten sich auch das Fraunhofer IOSB-INA Institut und die beiden CIIT-Partnerunternehmen Phoenix Contact und Weidmüller zu Nutzen.

Fraunhofer präsentierte auf dem Kongress die Interoperabilität von TSN. Das Testnetzwerk ist mit Komponenten von verschiedenen Herstellern (multi-vendor) und mit Link Speeds von 100 MBit/s und 1 GBit/s (mixed link speed) aufgebaut. Die Lemgoer Forscher zeigten, wie mehrere Protokolle (PROFINET und OPC UA) über ein TSN-Netzwerk übertragen werden können, ohne sich zu beeinflussen (auch in der genannten höchsten QoS-Klasse). Die grundsätzlichen TSN-Mechanismen, die in der Demonstration genutzt werden, sind Zeitsynchronisation, Preemption und Time Aware Traffic Shaping. Phoenix Contact und Weidmüller waren mit ihren Komponenten an der Demonstration beteiligt

"Die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit ist eine wichtige Basis für eine erfolgreiche Entwicklung und Markteinführung Industrieller Kommunikationssysteme“, berichtet Co-Entwickler und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IOSB-INA, Carsten Pieper, über die erfolgreiche Zusammenarbeit der CIIT-Partner. „Ethernet TSN ist eine sehr vielversprechende Technologie. Zur Beherrschung der Komplexität und Interoperabilität sind aber ausgefeilte Test- und Diagnosekonzepte wichtig“; sagt Pieper weiter.

Warum TSN?

Industrie 4.0 beschreibt eine dynamisch vernetzte Produktion mit häufiger Rekonfiguration von Maschinen und Anlagen sowie die Nutzung von Cloud-Technologie und datenbasierten Smart Services. Dies erfordert eine von der Feldebene bis in das Internet durchgängige, leistungsfähige und flexible Kommunikation, in der verschiedene Protokollen gleichzeitig genutzt werden können. Unter dem Namen Ethernet TSN (Time Sensitiv Networks) entwickelt die IEEE Standards für Ethernet-basierte Echtzeitkommunikation, welche dies leisten kann. Die Nutzung von Ethernet TSN für die industrielle Automation wird derzeit im Profilstandard IEC/IEEE 60802 TSN-IA definiert.

Auch Gruppenleiter für industrielle Kommunikation und IoT am Fraunhofer-Standort in Lemgo, Sebastian Schriegel, bewertet das Engagement auf der TSN/A als Erfolg: „Der Standardisierungsprozess des TSN-Profil für die Industrielle Automation unter dem Standard IEC/IEEE 60802 läuft derzeit – Ergebnisse aus Prototyping- und Testbed-Projekten wie die unseres Gemeinschaftsprojekts dienen zur Absicherung der technischen Konzepte und sind daher für gute Standards äußerst wertvoll. Die Resonanz des Fachpublikums hat uns gezeigt, dass wir hier einen sinnvollen Beitrag leisten. Denn Interoperabilität ist für Kommunikationslösungen existentiell - bei zunehmender Vernetzung (wie für Industrie 4.0 notwendig und mit TSN dann auch möglich) wird dies zunehmend an Bedeutung gewinnen - Hardware und Software prüfen wir daher so früh wie möglich und systematisch auf breite Interoperabilität .“

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