(Quelle: iStock_metamorworks)
In der Prozessindustrie stehen die Steigerung der Prozesseffizienz und der Produktqualität mit der parallelen Verkürzung der Time-to-Market und Kostenminimierung zuoberst auf der To-do-Liste der Anlagenbetreiber. „Zur Erreichung dieser Ziele spielt die Digitalisierung eine wichtige Rolle und viele Unternehmen haben sie bereits auf ihre Agenda genommen“, sagt Benedikt Spielmann, Marketing Manager Industrial Communication bei Endress+Hauser. Er verdeutlicht weiter: „Den Mittelpunkt bilden dabei die Daten. Um an sie zu gelangen, sind im besten Fall alle Komponenten einer Anlage miteinander vernetzt. Ihre Daten werden dann in höheren Ebenen gesammelt und ausgewertet, um daraus Potenziale für Prozessverbesserungen abzuleiten.“
Der weitaus größte Teil der Anlagen in der Prozessindustrie ist heute mit (4 mA ... 20 mA)-Technologie ausgestattet. „Sie liefert nicht die für die Prozessoptimierung notwendigen Diagnosedaten sowie die Remote-Zugriffsmöglichkeit“, sagt B. Spielmann. „In Kombination mit dem Hart-Protokoll stehen bereits weitere Daten zur Verfügung, die ins Prozessleitsystem übertragen werden. Allerdings ist ein Remote-Zugriff auf die Instrumentierung hier nur mit sehr geringer Performance möglich.“ Als weiteren Nachteil nennt er die mit 1,2 kbit/s langsame Datenübertragung. „Betrachtet man darüber hinaus Profibus PA, ermöglicht es der Feldbus zwar, alle erforderlichen Daten ins Prozessleitsystem zu übertragen und Remote auf die Instrumentierung zuzugreifen, allerdings ist hierfür wieder zusätzliche Hardware inklusive einer Protokollumwandlung erforderlich“, so der APL-Experte. Zwar liegen hier die Datenübertragungsgeschwindigkeiten bei 31,25 kbit/s, jedoch seien diese für datengetriebene Use Cases immer noch recht langsam.
Hemmschuhe von Standard-Ethernet
Mit Ethernet ließen sich diese Nachteile eliminieren. „Ethernet gilt heute vom privaten Bereich bis in die Fertigung als Standard, wenn man über drahtgebundene Kommunikation spricht“, gibt B. Spielmann an. Dieser Erfolg basiert seiner Meinung nach unter anderem auf der hohen Datenübertragungsrate. „Da Ethernet bereits in den höheren Ebenen Standard ist, ließe sich eine schnittstellenfreie Datenübertragung über alle Ebenen hinweg realisieren, wenn sie auch im Feldbereich zum Einsatz kommt. Daraus ergibt sich eine optimale Integration von OT und IT“, ist er überzeugt.
Stellt sich die Frage, warum sich Ethernet dann noch nicht im Prozessbereich etabliert hat. B. Spielmann: „Hier gelten spezielle Anforderungen, die Standard-Ethernet nicht erfüllt.“ Als Beispiele nennt er die Daten- und Stromübertragung über eine Zwei-Draht-Leitung sowie die speziellen Anforderungen für Ex-Bereiche. Als weiteren wichtigen Aspekt nennt er die langen Übertragungsstrecken von bis zu 1 km. Zu letztem Punkt erklärt er: „Mit Standard-Ethernet lassen sich lediglich Distanzen von 100 m überbrücken. Hinzu kommt, dass die verbreiteten RJ45-Stecker für die Prozessindustrie unbrauchbar sind.“