Große Vorteile für die industrielle Kommunikation
Warum wir offene Protokollstandards brauchen? Sie erleichtern uns allen das Leben. Und sie ermöglichen allen Marktteilnehmern in der Industrie, ihre Systeme miteinander zu verbinden. Ein Beispiel: der Universal Serial Bus, kurz USB. Ein alter Bekannter unter den Datenverarbeitungsstandards, der als universelle Steckverbindung unter anderem für die Datenübertragung und Stromversorgung von Handys und Computern sorgt.
Große Vorteile bieten Standards auch in der industriellen Kommunikation. Man nehme die Abfüllanlage eines Getränkeherstellers: An einer Station wird die Flasche befüllt, an der nächsten wird sie verschlossen. Sobald die erste Station fertig ist, meldet sie der zweiten, dass diese den Deckel aufschrauben soll. Die auszutauschenden Informationen werden in Protokollen definiert und spezifiziert. Darin ist genau festgelegt, in welcher Sprache die Maschinen miteinander kommunizieren und welche Informationen ausgetauscht werden. Die Voraussetzung: Alle Maschinen sprechen dieselbe Sprache in Form eines standardisierten Protokolls – die Basis der intelligenten Maschinenvernetzung im Umfeld der Industrie 4.0.
Paradigmenwechsel in der Industrie
In der industriellen Kommunikation gibt es sehr viele unterschiedliche Standards. Diese Vielfalt entstand in der Vergangenheit etwa durch Steuerungssystemhersteller, die für ihr jeweiliges System einen eigenen Standard entwickelten. Das Problem: Die proprietären Standards waren untereinander nicht kompatibel. Mittlerweile geht der Trend hin zu offenen, herstellerunabhängigen Standards, die flexible Systemintegrationen und individuelle Anpassungen ermöglichen – ein entscheidender Vorteil für Kunden und Anwender. Dass unterschiedliche Systeme und Geräte dieselbe Sprache sprechen, setzt jedoch die Abkehr von proprietären Standards voraus. Diesen Paradigmenwechsel fordern und fördern Nutzerorganisationen, die für ihre Mitgliedsunternehmen die Spezifikationen ihrer jeweiligen Systeme bereitstellen.
Nutzerorganisationen treiben offene Kommunikationsstandards voran
Verschiedene Nutzerorganisationen wie die ODVA arbeiten intensiv daran, offene Industriestandards wie PROFINET®, EtherNet/IP oder CC-Link IE weiterzuentwickeln und zu etablieren. Interessierte Firmen sind dazu eingeladen, Produkte nach diesen Standards zu entwickeln. LAPP ist Mitglied in dieser und in anderen wichtigen Nutzerorganisationen. Ralf Moebus, Leiter Produktmanagement Industrielle Kommunikation bei LAPP, erklärt das Ziel: „Wir wollen durch die Weiterentwicklung offener Standards die Systemintegration beschleunigen und der Vision einer Plug-and-play-Vernetzung näherkommen. So muss man beim Bau und bei der Inbetriebnahme einer Maschine nicht mehr aufwendig programmieren, welche Informationen ausgetauscht werden, da die Informationen bereits über offene Standards definiert sind.“
In „Industrial Internet of Things“-Anwendungen (IIoT), etwa in der Energieüberwachung von Maschinen, spielt zum Beispiel der Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) eine wichtige Rolle. Dies ist ein offenes Netzwerkprotokoll für Machine-to-Machine-Kommunikation, das die Übertragung von Telemetriedaten in Form von Nachrichten zwischen Geräten und auch in die Cloud ermöglicht. Auch das Time-Sensitive Networking (TSN) liefert mit den Mechanismen zur Echtzeit-Datenübertragung über Ethernet-Netzwerke wichtige Standards. Für deren Weiterentwicklung arbeiten mittlerweile sogar Wettbewerber zusammen. Sie einigen sich dabei auf eine gemeinsame Schnittstelle, die definiert, wie ihre Maschinen an übergeordnete Systeme angebunden werden können und wie die wichtigsten Maschinenparameter definiert sind. So entwickelten sie beispielsweise auf Basis des Datenaustauschstandards OPC Unified Architecture (OPC UA) die Definition einer einheitlichen Maschinenkommunikationsschnittstelle namens umati. Dabei geht es nicht mehr nur darum, die Kommunikation zwischen Steuerung, Sensor und Aktor zu standardisieren. Bei umati steht vielmehr die standardisierte Kommunikation zwischen kompletten Maschinen im Vordergrund. Die Unternehmen kooperieren mit dem gemeinsamen Ziel, mehr Konnektivität und mehr Daten für Anbindung und Integration zu ermöglichen.
Werfen wir einen Blick auf die Zukunft der industriellen Kommunikation, sehen wir mit dem Industrial 5G ein schönes Beispiel für neue Standardisierungsansätze in der drahtlosen Datenübertragung. So wird die nächste Generation der Mobilfunktechnologie ganz neue Möglichkeiten auch in der industriellen Kommunikation eröffnen. Grund genug für LAPP, sich als Mitglied im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) für die Entwicklung und Integration von 5G in der industriellen Produktion zu engagieren. Die Frage, ob eher eine drahtgebundene oder eine drahtlose Lösung interessant ist, bleibt anwendungsabhängig. Aber, so stellt Dr. Susanne Krichel, Senior Manager Business Development IoT bei LAPP, fest: „Egal, welche Anwendungen zukünftig in industriellen Fabrikhallen über 5G kommunizieren, die Infrastruktur für 5G muss auch künftig verkabelt werden.“
Mit welchen Netzwerklösungen Sie Ihre Fabrik für das Industrial Internet of Things fit machen, erfahren Sie auf unserer Branchenseite zur Industriellen Kommunikation.
Lesen Sie hier außerdem in unserem Gastbeitrag „Kein Funk ohne Kabel“, wie sich drahtgebundene und drahtlose Kommunikation in der smarten Fabrik ergänzen.