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Reinhold Weiß
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1 Title of presentation Mit Sercos und Multi-Ethernet fit für Industrie DC-IA/SPF3 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal, Daniel Voegeli Bosch Rexroth AG

2 Mit Sercos und Multi-Ethernet fit für Industrie 4.0 Die Welt der Maschinen und Anlagen Jede Maschine Jedes Projekt Viele Anwendungen, unterschiedliche Branchen Von riesig groß bis winzig klein Lebenslanger Service Mit globaler Kraft an lokalen Märkten Mit marktführender Technologie Mit einem starken Team wir bewegen alles 2

3 Intelligente Produkte für intelligente Anwendungen CNC Controls Motion Logic Controls Motion Logic Drives We move everything Milling, Turning Grinding The Drive & Control Company PLC Controls Multi- Technology Frequency Converters Food & Beverages Presses Assembly Handling Modular Servo Drives Compact Servo Drives Cabinet free Servo Drives Packaging Printing Automotive Semiconductor DC-IA VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

4 BOSCH Die duale Strategie im Kontext Industrie 4.0 Führend als Anbieter System manufacturer/ Production resource view I 4.0 solution provider with external business enabler technology or internal I 4.0 solution provider Führend als Anwender Product manufacturer/ Product view Drive and Control Technology Industrial Sensor Solutions Bosch Software Innovations Bosch Sensortec Packaging Technology Assembly Systems and Special Machinery Bosch Connected Devices & Solutions... Innovationsmanagement Logistik Machine Platforms Data Mining, Big Data Center of Competence RFID@BOSCH Bosch plants world wide Manufacturer of products Machine operator Plant operator Interface to customers/suppliers 4

5 Agenda Anforderungen an die Kommunikation im Kontext von Industrie Technologie-Schritte zum Erfolg Zusammenfassung und Ausblick 5

6 Kommunikation als Basis für Industrie 4.0 Vertikale Integration Interoperabilität Quelle: acatech, ZVEI, 2013, Bild: Bosch Offenheit Ökosystem zur Integration Wiederverwendbare Standards Horizontale Integration Produktion als kooperierendes, dezentrales Netzwerk von Fertigungseinrichtungen unterschiedlicher Hersteller Herstellerübergreifende Einigung auf standardisierte Schnittstellen und Syntax/Semantik zum Datenaustausch Wertschöpfende Dienste und neue Lösungen in der Fertigung aus der produktionsweiten Verfügbarkeit von Informationen DC-IA/SPF3 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

7 Mit Sercos und Multi-Ethernet fit für Industrie 4.0 Vielfalt der Anwendungen und Anforderungen Wie senkt Ethernet und Industrie 4.0 die Kosten bei? Sercos und andere Industrial Ethernet Protokolle als zentraler Bus für performante Applikationsteile Diverse Feldbusse für Standard-Peripherie ( bunt ) Mehrere Ethernet-Netzwerke in der Maschine Aufbereitung von Felddaten in der SPS für SCADASysteme Vertikale Integration durch proprietäre Protokolle ( bunt ) Horizontale Echtzeitkopplung von Maschinen in Hardware Kein einheitliche Sprache/Interoperabilität zur Echtzeitkopplung von Maschinen für die horizontale Integration 7

8 Mit Sercos und Multi-Ethernet fit für Industrie 4.0 Ausgangssituation Hürden in der Kommunikation Mehrere Ethernet-Netzwerke in der Maschine Unterschiedliche Echtzeit Lösungen mit diversen Industrial Ethernet Protokollen Diverse Feldbusse für Standard-Peripherie ( bunt ) Vertikale Integration mit proprietären Protokollen Keine einheitliche Sprache/Interoperabilität zur Echtzeitkopplung von Maschinen für die horizontale Integration Steigende Komplexität Keine offenen Ökosysteme 8

9 Sercos der universelle Automationsbus Unabhängig, offen für jeden Einfach (Plug n Play) Umfassende Profile Schritt 1 Hierarchische, erweiterbare Profilstruktur Nutzt Bandbreite hocheffizient Zuverlässig, robust Hochsynchron <10ns Sercos-Semantik über Standard-TCP/IP als S/IP Standard-Ethernet jederzeit Hochflexibel Bewährt 10

10 Sercos & Multi-Ethernet offene Kommunikation Etablierte Sercos III Technologie Schritt 2 Anforderungen an Funktion, Echtzeitfähigkeit und Offenheit im Engineering erfüllt Connectivity Strategie mit Sercos & Multi-Ethernet an Bord Homogene Systemintegration über verschiedene Kommunikationsprotokolle DC-IA/SPC2 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

11 Multiprotokollfähigkeit - Basis für Offenheit Schritt 2 Zyklus (i) Kommunikationszyklus Zyklus (i+1) H M D S R T MDT H D R S 3 H AT EtherNet/IP, Modbus TCP, TCP/IP H M D S R T MDT Echtzeit Sercos (RT) Weitere Echtzeit- und Best-effort-Kanäle (Unified Communication Channel) Mediumbelegung nach Bedarf Raum für beliebige Ethernet-basierte Protokolle 12

12 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Mit Sercos und Multi-Ethernet fit für Industrie 4.0 OPC UA der offene Standard für Industrie 4.0 Schritt 3 Unternehmensweite Vernetzung mit standardisiertem M2M Protokoll Umfassende Umsetzung OPC UA Informationsmodell in Rexroth Steuerungen Zugriff auf alle Engineering- und Gerätedaten und Funktionen über OPC-UA-Dienste wie SPS, Motion, Feldbus und Systeminformationen Interoperability-For-Industrie4-and-IoT-EN-v4.pdf Ermöglicht zukunftsorientierte Cloudoder Web-basierte Lösungen 13

13 Sercos & OPC UA Companion-Spezifikation Schritt 3 Mapping von Sercos Services auf das OPC UA Informationsmodell Informationsmodell standardisiert als OPC UA Companion Specification alle Funktionen und Daten von Sercos- Geräten über Methoden und Dienste mit OPC UA zugänglich Vereinfachung der Netzwerkkommunikation zwischen Steuerungsperipherie und IT-Überwachungssysteme Unterstützt die für die Wiederverwendung erforderliche semantische Interoperabilität in Industrie 4.0-konformen Umgebungen Enhanced Sercos communication architecture DC-IA/SPC2 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

14 WebConnector Brücke zur IT Kommunikation Schritt 4 IT und Web-protokolle übersetzt in Maschinenkommunikation (OPC UA, OCI) IndraControl V Multiple HMI client connections Any device with Java VM Integrierter Web server mit schnellen WebSockets stellt OEM spezifische HTML5 Seiten bereit Auf jedem Gerät mit Java VM ausführbar für unbegrenzte Multi-Client Verbindungen zu Geräten, auch durch Firewalls Verbindung zu I4.0 Applikationen leicht gemacht über offene Kommnikationsstandards wie MQTT, Node.js und JSON IndraControl XM 1) Using OPC UA with HTTPS andtls encryption over certificates DC-IA/SPC2 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

15 Verbindung von SPS- und IT-Automation Nahtloser Zugriff auf die Maschinenautomation Erhöhte Effizienz und Durchgängigkeit im Software-Engineering MES CLOUD COMPUTING SMART DEVICES Offene Automatisierung von Maschinen 16

16 Ausblick: IIC TSN Testbed - Nutzen für OEM & Enduser Echtzeitsteuerung & -synchronisierung von Maschinen über Standard Ethernet Synchronität Echtzeitprotokolle parallel? Interoperabilität cloud IE switch IE switch Motion Control Servo Drives IO Robot Control Robot Controller, IO, Vision HMI IO Standardized and open communication is a key feature in our drive and control automation solutions. We at Bosch Rexroth regard the IIC TSN testbed to be a very important contribution for further improvement of vendor interoperability and of exchanging data in an IIoT infrastructure, said Ralf Koeppe, vice president of engineering and manufacturing electric drives and controls at Bosch Rexroth. 17

17 Industrie 4.0 Kommunikation: In 4 Schritten zum Ziel! Sercos offen, integrativ, standardisiert Offenheit durch Multi-Ethernet und Multiprotokollfähigkeit OPC UA Standard für vertikale und horizontale Integration Web-Technologien mit OPC-UA anbinden Quelle: acatech, ZVEI, 2013, Bild: Bosch Ausblick TSN Echtzeitfähigkeit und Synchronität mit Standard-Ethernet als Basis für Interoperabilität Multi-Vendor-Ökosystem DC-IA/SPF3 VDMA Ethernet als Treibstoff für Industrie 4.0 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal,

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