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O+P Fluidtechnik 6/2020

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O+P Fluidtechnik 6/2020

VENTILSTEUERUNG DIE

VENTILSTEUERUNG DIE WACHSENDE BEDEUTUNG VON INDUSTRIAL-ETHERNET-KONNEKTIVITÄT IN PNEUMATIKVENTILEN SPECIAL / INDUSTRIE 4.0 Industrial Ethernet wird als industrieller Standard zur Geräte-Vernetzung immer beliebter und stellt spezifische Anforderungen an Anbieter von Pneumatikventilen. Besonders gefragt ist dabei eine zuverlässige, stabile und leistungsstarke Konnektivität. Industrial Ethernet (IE) weist eine jährliche Wachstumsrate von 22 Prozent auf und repräsentiert derzeit 52 Prozent des gesamten Konnektivitätsmarktes. Für die steigende Popularität dieser Technologie gibt es viele Gründe. So wurden in den letzten Jahren mehrere IE-Protokolle eingeführt, die eine höhere Verfügbarkeit bieten als herkömmliche Feldbusse und deshalb von den Herstellern von Automatisierungsgeräten weitgehend übernommen wurden. Eine hohe Benutzerfreundlichkeit, eine gute Rückwärtskompatibilität und die Verfügbarkeit robuster, fest verdrahteter Komponenten, die vor elektrischen Störungen geschützt sind, pushen die Technologie ebenfalls. Weitere Gründe für das erhebliche Wachstum des globalen IE-Marktes sind das vermehrte Aufkommen von Cloud-Lösungen sowie die gestiegene Nachfrage nach vernetzten Geräten. INDUSTRIAL ETHERNET IN DER SMART FACTORY Industrie 4.0 unterstützt die Entwicklung intelligenter Fabriken, sogenannter „Smart Factories“, mit vorausschauender Wartung und integrierter Diagnose. Das Ziel ist letztlich die Beseitigung Autor: Patrick Berdal, European Product Manager Controls, Parker Hannifin von Ausfallzeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität. Das verlangt intelligente, flexible und dynamische Anlagen. Fertigungsprozesse müssen neu organisiert und Produktionsketten über Unternehmensgrenzen hinweg eng miteinander verzahnt werden – von Lieferanten über Logistik bis hin zum Product Lifecycle Management. Um diese Ziele zu erreichen, setzen intelligente Fabriken auf eine fortschrittliche Datenerfassung und -analyse. In einem IE-Netzwerk bedeutet dies, dass die Produktivität mithilfe einer in Echtzeit kontrollierten Fertigung gesteigert wird. Dabei werden Daten erfasst und generiert, die sowohl eine vorausschauende Wartung unterstützen als auch, aufgrund exakter Rückmeldungen aus dem laufenden Fertigungsprozess, Entscheidungen erleichtern. Solche Analysen können auf verschiedene Weise durchgeführt werden: entweder indem Daten bei Bedarf gespeichert und abgerufen werden (azyklische Daten) oder dadurch, dass sie in Echtzeit über das Netzwerk zur sofortigen Information zurückgegeben werden (zyklische Daten). PROTOKOLLE FÜR EINEN BESSEREN DETERMINISMUS IE erfordert oft robuste Steckverbinder, Kabel und insbesondere einen besseren Determinismus – als Garantie dafür, dass das Netzwerk die Arbeitslasten rechtzeitig an die vorgesehenen Knoten bringt. Für einen verbesserten Determinismus verwendet das IE spezielle Protokolle. Solche Anwendungsprotokolle wie zum Beispiel Profinet, Ethernet/IP oder EtherCAT sind in der Industrie weit verbreitet, da die Anwender höhere Datenraten und Entfernungen fordern. Jedes Protokoll verfügt über einen eigenen Satz von Attributen, sodass die Auswahl anwendungsabhängig ist. Profinet beispielsweise ist so kompatibel, dass es neben Echtzeitkanälen auch einen Standard-TCP/IP-Stack unterstützt. Alternativ können bei der Verwendung von EtherNet/IP gewöhnliche Switches und andere IE- 26 O+P Fluidtechnik 2020/06 www.oup-fluidtechnik.de

VENTILSTEUERUNG POINTIERT IE-MARKT VERZEICHNET HOHE WACHSTUMSRATEN KOSTENGÜNSTIGE IE-KONNEKTIVITÄT IST GEFRAGT P2M IE NETZWERKKNOTEN EINFACH KONFIGURIERBAR BEDÜRFNISSE VON INDUSTRIE 4.0 WERDEN GEDECKT Der Netzwerkknoten P2M IE ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Verbindung zu jedem Industrial-Ethernet-Netzwerk. Er kann drei Ventiltypen von Parker an das IE-Netzwerk anschließen: Moduflex (links), H Micro (mitte) und die ISO-Ventile der H-Serie (rechts) Standard-Infrastrukturen verwendet werden – das hält die Gerätekosten niedrig. EtherCAT führte das Prinzip des Pass-Through-Readings (On-the-Fly-Verarbeitung) ein, das Single-Node-Targeting beseitigt und eine maximale Bandbreitenauslastung ermöglicht. Unabhängig davon, welches Protokoll am besten für die jeweilige Anwendung geeignet ist, genügten diese Durchbrüche, um IE zu einem wichtigen Bestandteil von Steuerungssystemen auf der ganzen Welt zu machen. Ein weiterer Vorteil des IE ist die Kompatibilität mit Standard- Access Points, Routern, Consumer Switches, Hubs, Kabeln und Glasfasern. Zwischenzeitlich können Peer-to-Peer-Architekturen Master-Slave-Konfigurationen ersetzen, was die Interoperabilität optimiert. IE spart nicht nur Platz und Verkabelung, sondern vereinfacht durch hochverfügbare Systemintegrationstools auch die Inbetriebnahme von Anlagen. ZUVERLÄSSIGE NETZWERKKNOTEN FÜR KOSTENEFFIZIENTE KONNEKTIVITÄT Trotz der zunehmenden Akzeptanz und Verbreitung von IE, ist die einfache, kosteneffiziente Herstellung von IE-Konnektivität nach wie vor ein Schlüsselthema für die Entwickler von Automatisierungstechnik. Ingenieure, die ein kostengünstiges Mittel zum Anschluss von Pneumatikventilen an das IE suchen, können nun auf neue hochleistungsfähige und zuverlässige Netzwerkknoten zugreifen – beispielsweise den neuen P2M IE von Parker Hannifin. Der Netzwerkknoten wurde im Hinblick auf eine fortschrittliche Fabrikautomatisierung entwickelt, ist preisgünstig und einfach zu konfigurieren. Er eignet sich für den Anschluss von Parkers ISO- Ventile der H-Serie, das Moduflex-Ventil und das H Micro-Ventil an das IE-Netzwerk. Kostengünstige Netzwerkknoten mit integrierter Diagnose machen die Anbindung zu einer vorteilhaften Alternative zu herkömmlichen fest verdrahteten Lösungen. Sie tragen dazu bei, Komplexität und Kosten an der Maschine zu reduzieren; gleichzeitig unterstützen sie einfache Diagnosen, die für die Ausrichtung an den Bedürfnissen und Zielen von Smart Factories sowie Industrie 4.0 erforderlich sind. Zu diesem Zweck bietet Parker jetzt eine breite Palette von IE-Konnektivitätsoptionen, darunter EtherNet/IP, Profinet IO, EtherCAT, Ethernet PowerLink, Modbus TCP/IP und CC- Link IE-Protokolle. Zur weiteren Optimierung der Netzwerkkonnektivität trägt Parkers Netzwerkportal der H-Serie bei. Es verbessert die Flexibilität der Maschine für IE-Anwendungen mit dem ISO-Ventil der H-Serie mit Universalverteiler. Das Netzwerkportal verwaltet digitale Maschinen- oder IO-Link-I/Os, sodass keine zusätzlichen SPS-Ein- und Ausgabekarten oder andere Fernmodule benötigt werden. Die I/O-Konnektivität des Ventilblocks über das Netzwerkportal ermöglicht eine einfache, kosteneffiziente und zentrale Maschinenanwendung − auch in ätzenden, nassen oder explosionsgefährdeten Bereichen und sogar bei extremen Temperaturen. Anspruchsvolle Automatisierungsanwendungen wie Motion Control und Safety sind ebenfalls ideale Anwendungsfelder für IE, da beide von der Zuverlässigkeit und zusätzlichen Bandbreite der Connectivity-Lösung profitieren. Dank IE ist die kostengünstige Konnektivität mit integrierter Diagnose endlich Realität geworden. Das reduziert Komplexität sowie Kosten und kommt so den Bedürfnissen von Smart Factories und Industrie 4.0 entgegen. In Zukunft dürften IE-Netzwerke weiter wachsen und zu einem wichtigen Standbein in der industriellen Kommunikation werden. Sie tragen zur Steuerung von Industrie und Infrastruktur bei, indem sie verschiedene Geräte, Maschinen, Systeme und Benutzer unabhängig von ihrem Standort verbinden. Und wenn die Industrie sämtliche Vorteile einer vollständigen und zuverlässigen Konnektivität nutzen will, ist die IE-Kompatibilität wichtiger Automatisierungskomponenten wie Pneumatikventilen entscheidend. www.parker.com www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/06 27

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