Um eine neue Netzwerkinfrastruktur für das industrielle Internet der Dinge zu entwickeln, treibt das Industrial Internet Consortium mit mehreren Partnern ein Testbed zum Time-Sensitive Networking voran. Beteiligt sind die Firmen National Instruments, Bosch Rexroth, Cisco, Intel, Kuka, Schneider Electric und TTTech.

Bild: National Instruments Germany GmbH

Kürzlich hat National Instruments bekannt gegeben, die nach eigenen Angaben weltweit erste Testumgebung für Anwendungen im Bereich Time-Sensitive Networking (TSN) zu erstellen. Dabei wollen sich die Partner verstärkt auf die Weiterentwicklung bestehender Netzwerkinfrastrukturen konzentrieren, um den künftigen Anforderungen des industriellen Internets der Dinge sowie den Anforderungen in der Industrie 4.0 gerecht zu werden. Um den zuverlässigen und sicheren Zugriff auf Smart Edge-Geräte zu ermöglichen, muss Standardnetztechnik mit neuen Funktionen ausgestattet werden. So soll die Technik in der Lage sein, die höheren Anforderungen industrieller Systeme zu erfüllen und den Betrieb von Maschinen, Stromnetzen und Verkehrssystemen zu optimieren.

Zustellung und Performance

Mit dem Testbed sind Unternehmen in der Lage, die neuen IEEE802 Ethernet-Standards, auch bekannt als TSN, für eine Vielzahl von Produktionsanwendungen zu testen und zu evaluieren. Time-Sensitive Networking soll eine herkömmliche, offene Netzwerkinfrastruktur mit herstellerunabhängiger Interoperabilität ermöglichen und dabei Zustellung und Performance sicherstellen. Die Technologie unterstützt die Steuerung, Regelung und Synchronisierung in Echtzeit – etwa zwischen Motorsteuerungsanwendungen und Robotern – über ein einzelnes Ethernet-Netzwerk. Gleichzeitig eignet sich TSN aber auch für anderen gängigen Produktionsdatenverkehr, sodass IT- und Betriebstechnik in einem Netzwerk zusammengeführt werden können. Bisher wurde ein Großteil der echtzeitfähigen Steuer- und Regelanwendungen über nicht standardisierte Netzwerkinfrastrukturen oder voneinander getrennten Netzwerken bereitgestellt, was den Zugriff auf Geräte und Daten deutlich erschwerte oder sogar unmöglich machte. Der größte Nutzen von TSN wird daher in der Zusammenführung und besseren Anbindung von technologischen Konzepten gesehen, um die für Big Data-Analysen benötigten kritischen Daten zur Verfügung zu stellen. Das ist eine Voraussetzung, um die Betriebsabläufe im IIoT zu verbessern und neue Geschäftsmodelle auf Basis intelligenter, vernetzter Systeme und Maschinen zu realisieren. Das TSN-Testbed soll insbesondere folgende Aspekte berücksichtigen:

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    • Zusammenführen kritischer Steuer- und Regeldatenübertragungen
      (etwa per OPC UA) und Best Effort-Datenübertragungen in einem
      ausfallsicheren IEEE-802.1-Netzwerk (TSN)

    • Nachweis der Echtzeitfähigkeiten und herstellerunabhängigen
      Interoperabilität von TSN über ein konvergentes
      Standard-Ethernet-Netzwerk

    • Bewertung der Sicherheit von TSN und Bereitstellung von Feedback zur
      Sicherung eingeführter TSN-Funktionen

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    • Aufzeigen von Möglichkeiten für die Integration leistungsstarker und
      latenzkritischer Anwendungen in das IIoT

    • Bereitstellung von Integrationspunkten für intelligente, echtzeitbasierte
      Edge-Cloud-Regelsysteme in IIoT-Infrastrukturen und -Anwendungen.

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