Marktanalyse Industrial Ethernet. - Abschlußbericht -

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Beate Grosse
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1 Marktanalyse Industrial Ethernet - Abschlußbericht - Im folgenden Bericht werden die wesentlichen Ergebnisse und Erkenntnisse der Marktanalyse Industrial Ethernet aus Sicht des Maschinenbaus beschrieben. Die vollständige Dokumentation und dieser Abschlußbericht sind auf der beigefügten CD) gespeichert. a) Die Ziele der Marktanalyse Aktuell gibt es den, Ethernet als Vernetzungsmedium in der Automatisierungstechnik einzusetzen. Dabei wird Ethernet als durchgängiges Kommunikationssystem von der Leitebene, über die Steuerungsebene bis in die Feldebene vorgesehen. Die durchgängige Kommunikation mit Ethernet bietet u.a. folgende Vorteile: + der Einsatz mehrerer, verschiedener Bussysteme kann entfallen + Interfaces zur Anbindung von Subsystemen können entfallen + das Durchrouten von Informationen durch Steuerungen kann entfallen + der modulare Maschinenbau wird vereinfacht Bei der Anwendung von Ethernet im Maschinenbau spielt die Echtzeitfähigkeit eine wesentliche Rolle. Im Markt werden z.zt. verschiedene Ethernet-Varianten diskutiert, die von verschiedenen Herstellern unterstützt werden. Bei der Einführung von Ethernet ist zu entscheiden, welche Variante für die Anwendungen favorisiert wird. Die Basis für eine solche Entscheidung wird durch die vorliegende Marktanalyse gelegt. Die Marktanalyse betrachtet folgende wesentliche Ethernet-Varianten: + Ether + Ethernet/IP + ETHERNET PowerLink + PROFInet + Sercos III Zur besseren der Ethernet-Varianten wurden neben der Marktrecherche auch Interviews mit den jeweiligen Vertretern der Varianten durchgeführt. Nach dem der Varianten wird eine Empfehlung ausgesprochen. 07. Sept Seite: 1

a) Die Ziele der Marktanalyse Aktuell gibt es den, Ethernet als Vernetzungsmedium in der Automatisierungstechnik einzusetzen.

2 b) Die Kriterien für den Um einen Leitfaden für die Interviews zu haben und einen sachlichen der Ethernet-Varianten durchzuführen, wurden verschiedene skriterien definiert. Die Kriterienliste orientiert sich teilweise an der Vorlage des VDMA, wurde aber um weitere Fragen ergänzt. Folgende Kriterien bilden die lage des es: 1.) Organisation + Adressen + Homepage + Ansprechpartner + Historie + beteiligte Firmen + offizielle Dokumente + Veröffentlichungen + Fragebogen bei den Interviews 2.) Architektur + Übertragungsprinzip + Netzwerkstrukturen + Datenraten + Leistungsdaten + Geräte- und Infrastrukturkosten + Projektierung + Verteilte Steuerungen 3.) Verfügbarkeit + vorhandene Geräte + Geräte weiterer Hersteller + Spezifikation + Zertifizierung + Mechanische Komponenten 4.) Einhaltung von Standards + Automatisierungstechnik + IT + Safety + Security + Service/Diagnose 5.) Markt + typ. Branchen + technologisches Risiko + Migration + Marktakzeptanz 07. Sept Seite: 2

) Organisation + Adressen + Homepage + Ansprechpartner + Historie + beteiligte Firmen + offizielle Dokumente + Veröffentlichungen + Fragebogen bei den Interviews 2.

3 c) Was sonst noch zu berücksichtigen ist Bei der Einführung von Ethernet in der Automatisierungstechnik müssen z.t. neue Anforderungen erfüllt werden, um den vollen Nutzen zu erreichen. Folgende Aussagen sind bei der der Ethernet-Varianten zu berücksichtigen: 1.) Industrial Ethernet dringt schrittweise in den Echtzeit-Bereich vor; d.h. ein Mischbetrieb mit vorhandenen Feldbussen muss möglich sein. 2.) Mit Industrial Ethernet werden durchgängige Kommunikations- und Feldbuslösungen möglich. 3.) Ein Querverkehr zwischen intelligenten Geräten muss möglich sein 4.) Gerätekonfiguration und diagnose sollten über die vorhandenen TCP/IP Standards erfolgen. 5.) Safety-Lösungen müssen mit abgedeckt werden. 6.) Security-Lösungen müssen zur Verfügung stehen, da das Netzwerk mit Ethernet offen ist. 07. Sept Seite: 3

2.) Mit Industrial Ethernet werden durchgängige Kommunikations- und Feldbuslösungen möglich. 3.) Ein Querverkehr zwischen intelligenten Geräten muss möglich sein 4.

4 d) Die der Varianten Um die verschiedenen Ethernet-Varianten neutral bewerten zu können, wurde eine smatrix erstellt, die einerseits die der Erfüllung der Anforderungen und eine individuelle Priorisierung der Kriterien ermöglicht. 07. Sept Seite: 4

einerseits die der Erfüllung der Anforderungen und eine

5 e) Die Empfehlungen Nach der der betrachteten Ethernet-Varianten wurden folgende Empfehlungen ausgesprochen: 1) Ether: A. Ether - Empfehlung Da Industrial Ethernet schrittweise in den Echtzeitbereich vordringt, besteht aktuell noch kein Zwang, in sehr zeitkritischen Anwendungen Ethernet einzusetzen. Ether ist eigentlich nur ein schneller Feldbus auf Ethernet-Basis und trifft damit nicht die Marktanforderungen. Hier können bereits bestehende Lösungen (z.b. mit Sercos II) weiter eingesetzt werden. Jedoch ist der Markt in diesem Bereich weiter zu beobachten. Wenn sich für zeitkritische Anwendungen (Jitter <100nsec) nach entsprechender Erfahrungszeit Ether als bevorzugte Ethernet-Variante herausstellt, kann dann zu dieser gewechselt werden. Ether greift SERCOS III an und gewinnt auch Firmen, die bisher SERCOS eingesetzt haben (z.b. Baumüller). 7/2/2005/ 15 2) Ethernet/IP B. EtherNet/IP - Empfehlung Ethernet/IP deckt die Echtzeitanforderungen im angegebenen Rahmen sehr gut ab und erfüllt auch die anderen wesentlichen Anforderungen. Für Konfigurationen, die nur auf Rockwell Automation Komponenten beruhen, kann von einer genügenden Erprobungsphase ausgegangen werden. Testinstallationen können für diese Variante vorgenommen werden, um die Effizienz der Tools zu überprüfen und die Gesamtkosten einer Konfiguration zu evaluieren. Dies gilt jedoch noch nicht für Konfigurationen mit Geräten anderer Hersteller. Bei solchen Konstellationen können Testinstallationen zu einem späteren Zeitpunkt (Anfang 2006?) durchgeführt werden. 9/8/2005/ Sept Seite: 5

Ether ist eigentlich nur ein schneller Feldbus auf Ethernet-Basis und trifft damit nicht die Marktanforderungen. Hier können bereits bestehende Lösungen (z.b. mit Sercos II) weiter eingesetzt werden.

6 3) ETHERNET-Powerlink C. ETHERNET Powerlink - Empfehlung Powerlink deckt die Echtzeitanforderungen im angegebenen Rahmen ab und erfüllt auch die anderen wesentlichen Anforderungen. Wegen des zeitlichen Vorsprungs gegenüber anderen offen gelegten Varianten kann von einer genügenden Erprobungsphase ausgegangen werden. Powerlink kann in die engere Wahl gezogen werden. Testinstallationen können vorgenommen werden, um die Effizienz der Tools zu überprüfen und die Gesamtkosten einer Konfiguration zu evaluieren. 7/2/2005/ 19 4) PROFINET D. PROFINET - Empfehlung PROFINET deckt die Echtzeitanforderungen im angegebenen Rahmen ab und erfüllt auch die anderen wesentlichen Anforderungen. Für die CBA- und RT-Variante kann von einer genügenden Erprobungsphase ausgegangen werden, Testinstallationen sind damit möglich. Die IRT-Variante ist bezüglich Performancedaten und Verfügbarkeit weiter zu beobachten. Zu einem späteren Zeitpunkt (Anfang 2006?) können Testinstallationen mit IRT-Geräten zur Überprüfung der Leistungsdaten und der Kostenstrukturen durchgeführt werden. 9/8/2005/ Sept Seite: 6

Testinstallationen können vorgenommen werden, um die Effizienz der Tools zu überprüfen und die Gesamtkosten einer Konfiguration zu evaluieren. 7/2/2005/ 19 4) PROFINET D.

7 5) Sercos III E. Sercos III - Empfehlung Da Industrial Ethernet schrittweise in den Echtzeitbereich vordringt, besteht aktuell kein Zwang, in sehr zeitkritischen Anwendungen Ethernet einzusetzen. Hier können bereits bestehende Lösungen (z.b. mit Sercos II) weiter eingesetzt werden. Sercos III ist eigentlich nur ein schneller Feldbus auf Ethernet-Basis und eine konsequente Weiterentwicklung von Sercos II. Da Geräte noch nicht verfügbar sind, muss diese Variante aktuell nicht näher beleuchtet werden. Sinnvoll wäre, wenn der Ether-Ansatz mit dem Sercos III-Ansatz verschmelzen würde. 7/2/2005/ Sept Seite: 7

Anwendungen Ethernet einzusetzen. Hier können bereits bestehende Lösungen (z.b. mit Sercos II) weiter eingesetzt werden.

8 f) Resümee Die Marktanalyse Industrial Ethernet hat gezeigt, dass sich der Automatisierungsmarkt sehr stark mit dem Thema Ethernet beschäftigt. Die betrachteten Ethernet-Varianten zeigen aber z.t. noch gravierende Schwächen. So werden mit Ethernet z.b. nur bestehende Feldbusse ersetzt (Ether, Sercos III), ohne die Anforderung der durchgängigen Lösung erfüllen zu können. Ein weiterer Schwachpunkt ist, dass einzelne Varianten zwar intensiv diskutiert werden, dass aber noch keine Geräte verfügbar sind (Sercos III; PROFINET- IRT) Dementsprechend hinken die Zertifizierungsprozesse hinterher. EtherNet/IP leidet unter der bisherigen mangelnden Offenheit für andere Hersteller. Nur EtherNet/IP, ETHERNET Powerlink und PROFINET (CBA,RT) sind seit längerer Zeit spezifiziert, Gerätezertifizierungen können durchgeführt werden und Referenzprojekte sind nachweisbar. Dies sind die einzigen Varianten, mit denen Testinstallationen empfohlen werden können. Der Industrial Ethernet Markt wird sich auch in der nächsten Zeit sehr stark verändern. So werden z.b. einzelne Varianten wieder verschwinden oder mit anderen Varianten Allianzen bilden. Deswegen ist es geboten, den Markt kontinuierlich weiter zu beobachten. 07. Sept Seite: 8

Ein weiterer Schwachpunkt ist, dass einzelne Varianten zwar intensiv diskutiert werden, dass aber noch keine Geräte verfügbar sind (Sercos III; PROFINET- IRT) Dementsprechend hinken die

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