Vergleich von industriellen Ethernet-Protokollen: Wie Sie die richtige Lösung für Ihr Netzwerk wählen

Industrial-Ethernet-Protokolle spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung einer zuverlässigen und effizienten Kommunikation in industriellen Automatisierungssystemen. Sie stellen die notwendigen Standards und Richtlinien für die effektive Kommunikation von Geräten bereit und ermöglichen so eine nahtlose Integration, einen Datenaustausch in Echtzeit sowie verbesserte Steuerungs- und Überwachungsfunktionen. In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie über Industrial-Ethernet-Protokolle wissen müssen, die Definition der gängigen Protokolle und die Faktoren, die Sie bei der Auswahl eines Protokolls berücksichtigen sollten.

Was sind industrielle Ethernet-Protokolle?

Industrial-Ethernet-Protokolle sind standardisierte Sätze von Regeln und Verfahren, die die Kommunikation und den Datenaustausch innerhalb industrieller Ethernet-Netzwerke regeln. Diese Protokolle definieren, wie Geräte innerhalb des Netzwerks kommunizieren, Daten übertragen und empfangen, Fehler behandeln, Vorgänge synchronisieren und vieles mehr.

Die enge Verbindung zwischen industriellen Ethernet-Protokollen und Industrial-Ethernet

Im Kosmos der industriellen Automatisierung ist eine effektive Kommunikation entscheidend für den reibungslosen Betrieb und die effiziente Steuerung von Prozessen. Industrial-Ethernet, eine leistungsstarke Netzwerktechnologie, hat die Art und Weise der Datenübertragung und -verwaltung in industriellen Bereichen revolutioniert. Das Rückgrat von Industrial-Ethernet sind jedoch seine Protokolle, die die Struktur und die Regeln für den Datenaustausch vorgeben. Dieser Artikel befasst sich mit der Beziehung zwischen Industrial-Ethernet-Protokollen und Industrial-Ethernet und beleuchtet ihre gegenseitige Abhängigkeit sowie die Vorteile, die sie für die industriellen Bereiche mit sich bringen.

Industrial-Ethernet-Protokolle sind standardisierte Sätze von Regeln und Verfahren, die es den Geräten in einem industriellen Netzwerk ermöglichen, zuverlässig und effizient miteinander zu kommunizieren. Diese Protokolle definieren das Format von Datenpaketen, Methoden zur Fehlererkennung und -korrektur, Synchronisationsmechanismen und vieles mehr. Zu den gängigen Industrial-Ethernet-Protokollen gehören EtherNet/IP, PROFINRT, Modbus TCP und EtherCAT, die jeweils für spezifische industrielle Anforderungen entwickelt wurden.

Vergleich von Industrial-Ethernet-Protokollen

In der modernen Welt der Automatisierung sind Industrial-Ethernet-Protokolle die Herzstücke von Kommunikationsnetzwerken in industriellen Umgebungen. Jedes Protokoll hat seine eigenen Merkmale und Vorteile, sodass es äußerst wichtig ist, das richtige für Ihre spezifischen Netzwerkanforderungen auszuwählen. In diesem Artikel befassen wir uns mit dem Vergleich von vier weit verbreiteten Industrial-Ethernet-Protokollen: EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP und EtherCAT.

Sie haben zwar einige Gemeinsamkeiten, aber auch klare Unterschiede. Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede der einzelnen Protokolle erläutert:

Rockwell Automation: EtherNet/IP

• Entwickelt und eingeführt von Rockwell Automation.

• Funktionsprinzip: Ethernet/IP ist ebenfalls Ethernet-basiert und nutzt die Standard-Ethernet-Technologie.

• Kommunikation in Echtzeit: Es unterstützt sowohl Echtzeit- als auch Nicht-Echtzeit-Kommunikation und erzielt hohe Datenübertragungsraten.

• Integration: Ethernet/IP erleichtert die Integration von Industriegeräten, Steuerungssystemen und IT-Netzwerken.

• Geräteprofile und Netzwerktopologien: Es bietet umfangreiche Geräteprofile und unterstützt verschiedene Netzwerktopologien, was eine einfache Bereitstellung und Skalierbarkeit ermöglicht.

Siemens: PROFINET

• Entwickelt von Siemens.

• Funktionsprinzip: PROFINET ist ein Ethernet-basiertes Protokoll, das Standard-TCP/IP-Netzwerke nutzt.

• Kommunikation in Echtzeit: Es bietet Echtzeit-Kommunikation mit hohen Datenübertragungsraten.

• Determinismus: PROFINET unterstützt sowohl deterministische als auch nicht-deterministische Kommunikation und ist damit flexibel anwendbar.

• Integration: Es lässt sich nahtlos in bestehende Systeme integrieren und unterstützt eine Vielzahl von Geräten.

• Netzwerktopologie: PROFINET ermöglicht flexible Netzwerktopologien, die eine einfache Implementierung und Skalierbarkeit ermöglichen.

Schneider Electric: Modbus TCP

• Entwickelt von Schneider Electric.

• Funktionsprinzip: Modbus TCP nutzt Standard-Ethernet-Netzwerke zur Kommunikation.

• Einfachheit: Es ist bekannt für seine Einfachheit und leichte Implementierung, weswegen es sehr beliebt ist.

• Kompatibilität: Modbus TCP ist mit vielen verschiedenen Geräten und Systemen kompatibel.

• Kommunikation in Echtzeit: Es unterstützt sowohl Echtzeit- als auch Nicht-Echtzeit-Kommunikation, allerdings mit moderaten Datenübertragungsraten.

Beckhoff: EtherCAT

• Entwickelt von Beckhoff Automation.

• Funktionsprinzip: EtherCAT ist ein Industrial-Ethernet-Protokoll.

• Kommunikation in Echtzeit: Es überzeugt insbesondere bei Anwendungen, die anspruchsvoll und zeitabhängig sind und bietet Echtzeitkommunikation mit geringer Latenz und hohen Datenübertragungsraten.

• Master-Slave-Architektur: EtherCAT verwendet eine Master-Slave-Architektur, wobei das Master-Gerät die Netzwerkkommunikation steuert und synchronisiert.

• Skalierbarkeit und Effizienz: Es unterstützt viele verschiedene Geräte und bietet Skalierbarkeit, die einen schnellen und synchronisierten Datenaustausch ermöglicht.

Faktoren, die bei der Auswahl eines Protokolls zu berücksichtigen sind

Leistung und Flexibilität

PROFINET zeichnet sich durch hohe Datenübertragungsraten und eine nahtlose Integration in TCP/IP-Netzwerke aus und eignet sich hervorragend für die Echtzeitkommunikation. Die Unterstützung von sowohl deterministischer als auch nicht-deterministischer Kommunikation bietet Flexibilität bei der Umsetzung verschiedener Anwendungsanforderungen. Ethernet/IP bietet ebenfalls hervorragende Echtzeit- und Nicht-Echtzeitkommunikation mit hohen Datenübertragungsraten. Es bietet umfangreiche Geräteprofile und Netzwerktopologien für eine einfache Implementierung und Skalierbarkeit. Modbus TCP, bekannt für seine Einfachheit, unterstützt moderate Datenübertragungsraten und eine breite Kompatibilität mit Geräten und Systemen. Auf der anderen Seite ist EtherCAT besonders bei Hochleistungsanwendungen sinnvoll. Es bietet niedrige Latenzzeiten, hohe Datenübertragungsraten und einen schnellen, synchronisierten Datenaustausch, wodurch es sich für anspruchsvolle industrielle Umgebungen eignet.

Integration und Kompatibilität

PROFINET und Ethernet/IP sind beides Ethernet-basierte Protokolle, die eine nahtlose Integration in Standard-Ethernet-Netzwerke und bestehende Systeme gewährleisten. PROFINET unterstützt eine breite Reihe von Geräten und bietet flexible Netzwerktopologien, die für eine reibungslose Integration sorgen. Ethernet/IP ist ein offenes Protokoll, das die Integration von Industriegeräten, Steuerungssystemen und IT-Netzwerken erleichtert. Modbus TCP ist mit zahlreichen Geräten und Systemen kompatibel und findet in der Industrie eine weitreichende Verwendung. Das macht es zu einer kostengünstigen und beliebten Wahl für schnelle Implementierungen. EtherCAT ist zwar auch ein Ethernet-Protokoll, verwendet aber eine Master-Slave-Architektur für die Synchronisierung und Steuerung. Es unterstützt verschiedene Geräte und Netzwerktopologien und gewährleistet eine effiziente Integration und Skalierbarkeit.

Determinismus und Echtzeit-Funktionen

Determinismus und Echtzeitkommunikation sind entscheidende Faktoren bei vielen industriellen Anwendungen. PROFINET unterstützt sowohl deterministische als auch nicht-deterministische Kommunikation und bietet damit Flexibilität je nach den spezifischen Anforderungen. Ethernet/IP bietet Echtzeitfunktionen und eignet sich daher für Anwendungen, die einen schnellen Datenaustausch erfordern. Modbus TCP unterstützt sowohl Echtzeit- als auch Nicht-Echtzeit-Kommunikation, allerdings mit moderaten Datenübertragungsraten. EtherCAT glänzt bei Echtzeitanwendungen durch niedrige Latenzzeiten, Hochgeschwindigkeitskommunikation und synchronisierten Datenaustausch, ideal für wichtige und zeitabhängige Vorgänge.

Industriestandards und Unterstützung

Bei der Auswahl von Industrial-Protokollen ist es wichtig, die Industriestandards und die Unterstützung durch die Hersteller zu kennen. Sowohl PROFINET als auch Ethernet/IP sind in der Branche weit verbreitet und werden von ihren jeweiligen Anbietern, Siemens und Rockwell Automation, sehr gut unterstützt. Ihr umfangreiches Angebot an Geräten, Software und Support gewährleistet Kompatibilität und nahtlose Implementierung. Modbus TCP ist ein weit verbreitetes Protokoll, das von verschiedenen Anbietern unterstützt wird. Es profitiert von einer großen Benutzerbasis, die es kostengünstig und einfach macht, kompatible Geräte und Lösungen zu finden. EtherCAT, unterstützt von Beckhoff Automation, bietet eine Reihe von Geräten und umfassenden Support. Die Verbreitung von EtherCAT geht stetig weiter, insbesondere bei Hochleistungsanwendungen.

Skalierbarkeit und Zukunftssicherheit

Skalierbarkeit ist für industrielle Anwendungen entscheidend, um zukünftige Erweiterungen und Aufrüstungen der Systeme zu ermöglichen. PROFINET, Ethernet/IP und EtherCAT bieten skalierbare Lösungen mit flexiblen Netzwerktopologien, die das Hinzufügen von Geräten und Systemen nach Bedarf unterstützen. Ihr weitverbreiteter Einsatz in verschiedenen Branchen gewährleistet langfristige Unterstützung und Kompatibilität. Modbus TCP ist zwar ebenfalls skalierbar, kann aber aufgrund seiner Einfachheit im Vergleich zu den anderen Protokollen Einschränkungen haben. Seine weite Verbreitung und Kompatibilität machen es jedoch zu einer praktikablen Option für viele Anwendungen.

Fazit

Die Wahl des richtigen industriellen Ethernet-Protokolls, sei es PROFINET, Ethernet/IP, Modbus TCP oder EtherCAT, hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Die Berücksichtigung von Faktoren wie Leistung, Flexibilität, Integration, Determinismus, Industriestandards und Support wird Ihnen helfen, eine richtige und fundierte Entscheidung zu treffen. Bei der Einrichtung einer zuverlässigen und effizienten Kommunikationsinfrastruktur in Ihrer industriellen Automatisierungseinrichtung können Sie immer auf die Industrial Switches von FS vertrauen. Wenn Sie weitere Unterstützung oder Beratung bei der Auswahl des idealen Industrial-Ethernet-Protokolls benötigen, besuchen Sie gerne unsere Website fs.com oder kontaktieren Sie uns jederzeit.