Ethernetbasierte Feldbusse und Bussysteme

Nachdem wir die Schichten 1 bis 4 des Ethernet TCP/IP bezüglich ihrer Software und Hardware ausführlich besprochen haben, wenden wir uns nun den auf Ethernet basierenden Echtzeit-Feldbussen zu. Diese echtzeitfähigen Ethernetbusse haben in der Automatisierung vor allem in der Verbindung vom Feld zu den SPS- bzw. SCADA/HMI-Systemen große Bedeutung. Weitere Feldbusse wie PROFIBUS, HART; Bluetooth, WirelssHART sind im Buch ‚Industrie 4.0, China 2025, IoT‘ Autor Wolfgang Babel ISBN: 978-3-658-34717-8 in allen Details ausführlich besprochen. In diesem Kapitel besprechen wir die Feldbusse und Bussysteme, die auf Ethernet basieren und als Protokollstapel das Ethernet TCP/IP und Ethernet UDP/IP als Basis haben. All diese Feldbusse oder Bussysteme sind im OSI Modell in der Anwendungsschicht 7 angesiedelt. Dabei werden wir eingehend EtherNet/IP (Abschn. 10.1), welches mittlerweile ca. 17 % Marktanteil hat, PROFINET (Abschn. 10.2), ebenfalls mit ca. 17 % Marktanteil, gefolgt von EtherCAT (Abschn. 10.3), ca. 11 % Marktanteil besprechen. Weiter wird auf CC-Link (4 % Marktanteil) (Abschn. 10.4), Modbus TCP (5 % Marktanteil) (Abschn. 10.5), IO-Link (Abschn. 10.6), OPC UA, (Abschn. 10.7) sowie WLAN/Wi-Fi (Abschn. 10.8) eingegangen. Ein Schwerpunkt bildet dabei OPC UA, dessen horizontale und vertikale Kommunikationsstruktur die gesamte Automatisierungspyramide umfasst und stark wachsend ist. (Siehe Abb. 7.1 -Feldbusverteilung). Alle gelisteten Bussysteme werde geschichtlich und bezüglich ihrer Technologie eingeordnet und beschrieben. Die richtige Handhabung der Protokollstacks ist eine Grundvoraussetzung für die Systemintegration in Industrie 4.0 und IoT.