Industrielle Kommunikation : Diese industriellen Netzwerke sind im Kommen

Im letzten Jahr machte die deutsche Automatisierungsindustrie 54,7 Milliarden Euro Umsatz und bereits jede vierte Maschine in der deutschen Industrie ist laut einer Studie des Bitkom vernetzt. Das volle Potenzial ist aber lange noch nicht ausgeschöpft, der Trend zur Automatisierung steigt. Um die Vernetzung von solch einer riesigen Menge an Daten - Big Data - zu ermöglichen, braucht es eine leistungsfähige Datenkommunikation. „Data is a precious thing and will last longer than the systems themselves”, wie einst Tim Berners-Lee, der Erfinder des World Wide Web, meinte. Hat er mit seinem Zitat Recht behalten?

Lange Zeit war der Feldbus der Kommunikationsstandard und galt als das Non plus ultra der industriellen Netzwerksysteme. So schnelllebig wie die Branche selbst ist, so häufig ändern sich auch die Anforderungen daran. So wurde für 2019 vom HMS, dem Automatisierungstechnik-Unternehmen mit Sitz in Schweden, erwartet, dass die Anzahl neuer Knoten um zehn Prozent steigt. Industrial Ethernet kam, so wurde prognostiziert, auf 59 Prozent der neu installierten Knoten und stieg somit um 8% binnen eines Jahres, während Feldbusse bei 35 Prozent lagen und um 7% weniger eingesetzt wurden. Mit 15 Prozent ist EtherNet/IP immer noch das häufigste Netzwerk, dicht gefolgt von Profinet mit 14 Prozent. Wireless-Technologien entwickeln sich weiterhin stark und machten 6 Prozent des Marktes aus, genau wie im Vorjahr. Nun ist erst das erste Monat des neuen Jahres vergangen, wurde bereits eine neue Trend-Prognose veröffentlicht, diesmal vom IH Markit, ein auf Daten- und Informationsdienste spezialisiertes englisches Unternehmen. Diese sieht Profinet mit 29% auf Platz Eins, dicht gefolgt von Ethernet/IP mit 27%. Im Mittelfeld steht Ethernet TCP/IP mit 17%, das Schlusslicht bildet EtherCAT. Wo geht der Trend hin? Sind Feldbusse die altmodischen CDs unter den industriellen Kommunikationsnetzwerken und Industrial Ethernet Spotify?

Wireless LAN kann vorhandene, kabelgebundene Infrastrukturen vor allem dort ergänzen, wo Kabel schlecht oder gar nicht zu verlegen sind oder bei mobilen Geräten. WLAN ist besonders gut geeignet für die Überwachung, Konfiguration und Datenerfassung, kann aber auch für eine zeitkritische Steuerung in den gleichen Anwendungen verwendet werden. Darüber hinaus ist die enthaltene Roaming-Funktionalität nützlich in Anwendungen von beweglichen Geräten in der Fabrikautomation. Außerdem gibt es vereinzelt bereits private LTE-Netze, wie beispielsweise in Fabriken. Wireless-Technologien werden vor allem von Maschinenbauer- und Systemintegratoren angewandt. Bluetooth liegt auf der Wireless-Beliebtheitsskala auf dem ersten Platz. Die klassische Bluetooth-Verbindung kennzeichnet sich durch die drahtlose Integration von Automatisierungsgeräten in seriellen, Feldbus- und Ethernet-Netzwerken. Sie erfüllt hohe Anforderungen in Bezug auf Platzbedarf, geringen Stromverbrauch und Wirtschaftlichkeit. WLAN hinkt hinter Bluetooth her. Wenn ein hoher Datendurchsatz gewünscht wird, ist WLAN eine verlässliche Wahl. Die Wireless-Technologie hat noch Luft nach oben, steigt aber jährlich um 30% und sollte weder vernachlässigt noch unterschätzt werden.

Das Urgestein unter den industriellen Netzwerken liegt erstmals auf Platz 2. Darunter der Klassiker: Profibus. Der Erfolg dieses Feldbusses kommt aber nicht von irgendwo her. Heute sind laut IH Markit alleine im Beirat des Unternehmens – dem obersten technischen Entscheidungsgremium – 15 globale Hersteller und Hochschulen vertreten. Im letzten Jahr arbeiteten über 600 Mitarbeiter von PI-Mitgliedsfirmen in den verschiedenen Arbeitskreisen an der Entwicklung und Weiterentwicklung von neuen oder bereits eingeführten Technologien auf Basis der Anforderungen aus dem Industrie 4.0 Umfeld, an der Pflege der etablierten Technologien zur Steigerung der Qualität sowie an Maßnahmen zur Einsatzunterstützung für Anwender. Alles in allem waren dies weit über 250 Meetings im Jahr 2019, demzufolge fand statistisch gesehen an jedem Arbeitstag ein Termin zu Technologie und Vermarktung von Profinet, Profibus oder IO-Link statt.

Mit über 59% überholt Industrial Ethernet – dabei allen voran Ethernet/IP und Profinet - den klassischen Feldbus, wurde zum Trend und wächst laut HMS jährlich um 20% an. Die Weiterentwicklung des Ethernets soll ein basisorientiertes und einheitliches Kommunikationssystem zwischen den Systemen der Leitebene, der Steuerebene und der Sensorebene etablieren, das eine Kommunikation in Echtzeit ermöglicht. Gemessen an den neu installierten Knoten hat Profinet im Jahr 2018 einen Marktanteil von fast 30% erreicht und ist damit die weltweit führende Ethernet-basierte Kommunikationslösung für die industrielle Automatisierung. Warum geht der Trend immer mehr in Richtung Industrial Ethernet? Thilo Döring, HMS-Geschäftsführer meint: „Wesentliche Treiber für den Übergang zu Industrial Ethernet sind, dass die Anwender einerseits eine hohe Performance brauchen und andererseits Fabrikinstallationen mit IT-Systemen oder IioT-Anwendungen verbinden möchten." Mit der fortschreitenden Etablierung von 5G wird bald eine weitere Internetarchitektur auf dem Markt sein. Für die Automatisierungsbranche bleibt es auf jeden Fall spannend, der Trend bestätigt aber: Feldbusse waren gestern!