Die industrielle Kommunikation stellt sich anhand der Automatisierungspyramide als hierarchische Lösung dar – von den Geräten im Feld bis hinauf zum ERP-System. Alle Teilnehmer mit ihren Kommunikationsbeziehungen werden bei der Konstruktion geplant. Anschlüsse auf Vorrat und große Bandbreiten-Reserven gibt es hier nicht.
Mit den Kerngedanken von Industrie 4.0 – Produkt-Virtualisierung, Individualisierung einzelner Produkte, Begleitung des Produktes über den Lebenszyklus, Modularisierung der Produktionsanlagen – lässt sich dieses hierarchische und starre System nicht in Einklang bringen. Vielmehr ist ein System gefragt, das hierarchielos und umfassend alle verfügbaren Informationen allen Beteiligten zur Verfügung stellt. Benötigt wird eine offene Netzwerkstruktur, die mit ihrer Flexibilität und Transparenz, mit leichter Veränder- und Erweiterbarkeit sowie mit der Einbindung von Betriebsmitteln mit hohen Datenraten erst die Möglichkeit zur Selbstorganisation schafft. Außerdem muss diese offene Netzwerkstruktur zur Verbesserung der Monitoring- und Diagnose-Funktionen beitragen.
Für mehr Modularität und Flexibilität wird man sich davon verabschieden müssen, das Netzwerk nur für die Teilnehmer auszulegen, die bei der Installation der Maschine oder Anlage bekannt sind. Zukunftssicherheit, Erweiterbarkeit, Modularisierung, höhere Datenraten – diese Aspekte werden jetzt bei der Netzwerkplanung wichtiger. Damit alle Informationen umfassend zur Verfügung stehen, bedürfen sie eines gemeinsamen Formates – TCP/IP hat sich hier als Protokoll weltweit etabliert. Es spricht vieles dafür, dass die industrielle Datenkommunikation in den hierarchielosen und flexiblen Netzwerken der Zukunft strikt auf Ethernet mit TCP/IP beruhen wird. Notwendig ist dann eine Netzwerkstruktur, die vom einfachen Betriebsmittel bis zum ERP-System unterschiedlichsten Bedürfnissen gerecht wird. Neben Funk- und Lichtwellenleitern sind heute schon unterschiedliche Implementierungen des Ethernets mit ihren unterschiedlichen Datenübertragungsraten im Einsatz. Die Nutzerorganisationen hinter den Feldbussen und Systemen des Industrial Ethernet nähern sich bereits dieser Thematik. So wird heute von der PNO (Profibus-Nutzerorganisation) für Profinet ein Verkabelungssystem angeboten, das sich sowohl für 100 MBit/s als auch für höhere Datenraten bis hin zu
10 GBit/s eignet.
Die ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) hat für Ethernet/IP einen ähnlichen Ansatz. So können nicht nur die traditionellen Geräte der Automatisierungstechnik, sondern auch Geräte mit höheren Datenraten – etwa Kameras zur Qualitätskontrolle – in die Automatisierungslösung integriert werden. In den vergangenen Jahren hat die zunehmende Dezentralisierung mit immer intelligenteren Teilnehmern der industriellen Kommunikation zum Siegeszug verholfen. Neben den Feldbussen erfüllen heute die modernen Ethernetbasierten Systeme mit 100 MBit/s alle Ansprüche hinsichtlich Safety und Determinismus – etablierte Systeme meist noch umfassender als Nischensysteme. Wenn auch heute noch nicht alle Konzepte zur Verfügung stehen, so zeichnet sich doch ab, dass sich die Netzwerke der Automatisierungstechnik den Anforderungen stellen und sich entsprechend weiterentwickeln – Industrie 4.0 kann kommen.
