Kompatibilitätsverfahren für Profinet-Hardware mit Ethernet Time Sensitive Networks
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Kompatibilitätsverfahren für Profinet-Hardware mit Ethernet Time Sensitive Networks

Sebastian Schriegel
Springer Berlin Heidelberg
 eBook
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ISBN-13:
9783662647424
Veröffentl:
2022
Einband:
eBook
Seiten:
162
Autor:
Sebastian Schriegel
Serie:
16, Technologien für die intelligente Automation
eBook Typ:
PDF
eBook Format:
Reflowable eBook
Kopierschutz:
Digital Watermark [Social-DRM]
Sprache:
Deutsch
Systemvoraussetzungen
Beschreibung:

Die Vernetzung von industriellen Produktionssystemen soll in Zukunft auf Basis von Ethernet Time Sensitive Networks (TSN) umgesetzt werden. Die Einführung einer neuen Netzwerktechnik in die Feldebene der industriellen Produktion stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar, da neben Netzwerkfunktionen eine echtzeitfähige Implementierung von Protokollen und spezifischen Anwendungen in die Feldgeräte erforderlich ist. Bei häufig geringen Stückzahlen der anwendungsspezifischen Geräte sind derartige Neuentwicklungen häufig wirtschaftlich nicht tragbar. Migrationsstrategien kommt daher eine entsprechend große Bedeutung zu.

Die Forschungsfrage dieser Arbeit lautet: Wie können bestehende Geräte des Echtzeit-Ethernet-Systems PROFINET mit den geforderten Funktions- und Leistungsmerkmalen wie Zeitsynchronisation und synchronisierte Kommunikation kompatibel mit Ethernet TSN-Netzwerken genutzt werden? Der Autor entwickelte Kompatibilitätsverfahren, mit denen dies möglich wird. Das zentrale Kompatibilitätsverfahren ist der Ethernet TSN-kompa¬tible Bridging-Modus Time Aware Forwarding (TAF), der zeitgesteuerte Kommunikation auf der Basis der Empfangszeit zeitrichtig weiterleitet und per Softwareupdate auf bestehender PROFINET-Hardware implementiert werden kann. Diese Geräte können damit in TSN-Netzwerke integriert werden und synchronisierte Kommunikation mit einem Jitter kleiner als 1 µs nutzen.
Die Vernetzung von industriellen Produktionssystemen soll in Zukunft auf Basis von Ethernet Time Sensitive Networks (TSN) umgesetzt werden. Die Einführung einer neuen Netzwerktechnik in die Feldebene der industriellen Produktion stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar, da neben Netzwerkfunktionen eine echtzeitfähige Implementierung von Protokollen und spezifischen Anwendungen in die Feldgeräte erforderlich ist. Bei häufig geringen Stückzahlen der anwendungsspezifischen Geräte sind derartige Neuentwicklungen häufig wirtschaftlich nicht tragbar. Migrationsstrategien kommt daher eine entsprechend große Bedeutung zu.

Die Forschungsfrage dieser Arbeit lautet: Wie können bestehende Geräte des Echtzeit-Ethernet-Systems PROFINET mit den geforderten Funktions- und Leistungsmerkmalen wie Zeitsynchronisation und synchronisierte Kommunikation kompatibel mit Ethernet TSN-Netzwerken genutzt werden? Der Autor entwickelte Kompatibilitätsverfahren, mit denen dies möglich wird. Das zentrale Kompatibilitätsverfahren ist der Ethernet TSN-kompa¬tible Bridging-Modus Time Aware Forwarding (TAF), der zeitgesteuerte Kommunikation auf der Basis der Empfangszeit zeitrichtig weiterleitet und per Softwareupdate auf bestehender PROFINET-Hardware implementiert werden kann. Diese Geräte können damit in TSN-Netzwerke integriert werden und synchronisierte Kommunikation mit einem Jitter kleiner als 1 µs nutzen.
Einleitung.- Entwicklung der industriellen Kommunikation und der Anforderungen.- Stand der Wissenschaft und Technik.- Analyse der Kompatibilität von Ethernet TSN und PROFINET-Hardware.- Kompatibilitätsverfahren.- Validierung der Verfahren.- Zusammenfassung und Bewertung.

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