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Kompatibilitätsverfahren für Profinet-Hardware mit Ethernet Time Sensitive Networks de Sebastian Schriegel

Kompatibilitätsverfahren für Profinet-Hardware mit Ethernet Time Sensitive Networks: Technologien für die intelligente Automation, cartea 16

Autor Sebastian Schriegel
de Limba Germană Paperback – 7 ian 2022
Die Vernetzung von industriellen Produktionssystemen soll in Zukunft auf Basis von Ethernet Time Sensitive Networks (TSN) umgesetzt werden. Die Einführung einer neuen Netzwerktechnik in die Feldebene der industriellen Produktion stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar, da neben Netzwerkfunktionen eine echtzeitfähige Implementierung von Protokollen und spezifischen Anwendungen in die Feldgeräte erforderlich ist. Bei häufig geringen Stückzahlen der anwendungsspezifischen Geräte sind derartige Neuentwicklungen häufig wirtschaftlich nicht tragbar. Migrationsstrategien kommt daher eine entsprechend große Bedeutung zu.

Die Forschungsfrage dieser Arbeit lautet: Wie können bestehende Geräte des Echtzeit-Ethernet-Systems PROFINET mit den geforderten Funktions- und Leistungsmerkmalen wie Zeitsynchronisation und synchronisierte Kommunikation kompatibel mit Ethernet TSN-Netzwerken genutzt werden? Der Autor entwickelte Kompatibilitätsverfahren, mit denen dies möglich wird. Das zentrale Kompatibilitätsverfahren ist der Ethernet TSN-kompa¬tible Bridging-Modus Time Aware Forwarding (TAF), der zeitgesteuerte Kommunikation auf der Basis der Empfangszeit zeitrichtig weiterleitet und per Softwareupdate auf bestehender PROFINET-Hardware implementiert werden kann. Diese Geräte können damit in TSN-Netzwerke integriert werden und synchronisierte Kommunikation mit einem Jitter kleiner als 1 µs nutzen.
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Specificații

ISBN-13: 9783662647417
ISBN-10: 3662647419
Ilustrații: XXVIII, 162 S. 128 Abb., 5 Abb. in Farbe.
Dimensiuni: 168 x 240 mm
Greutate: 0.33 kg
Ediția:1. Aufl. 2022
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer Vieweg
Seria Technologien für die intelligente Automation

Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

Cuprins

Einleitung.- Entwicklung der industriellen Kommunikation und der Anforderungen.- Stand der Wissenschaft und Technik.- Analyse der Kompatibilität von Ethernet TSN und PROFINET-Hardware.- Kompatibilitätsverfahren.- Validierung der Verfahren.- Zusammenfassung und Bewertung.

Notă biografică

Sebastian Schriegel absolvierte eine Berufsausbildung als Kommunikationselektroniker und studierte anschließend an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe Elektrotechnik (Dipl.-Ing. FH) und Mechatronische Systeme (M.Sc.). Er arbeitet bei Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo und schloss 2021 eine Promotion an der Universität Bielefeld (Dr.-Ing.) ab.

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Die Vernetzung von industriellen Produktionssystemen soll in Zukunft auf Basis von Ethernet Time Sensitive Networks (TSN) umgesetzt werden. Die Einführung einer neuen Netzwerktechnik in die Feldebene der industriellen Produktion stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar, da neben Netzwerkfunktionen eine echtzeitfähige Implementierung von Protokollen und spezifischen Anwendungen in die Feldgeräte erforderlich ist. Bei häufig geringen Stückzahlen der anwendungsspezifischen Geräte sind derartige Neuentwicklungen häufig wirtschaftlich nicht tragbar. Migrationsstrategien kommt daher eine entsprechend große Bedeutung zu.

Die Forschungsfrage dieser Arbeit lautet: Wie können bestehende Geräte des Echtzeit-Ethernet-Systems PROFINET mit den geforderten Funktions- und Leistungsmerkmalen wie Zeitsynchronisation und synchronisierte Kommunikation kompatibel mit Ethernet TSN-Netzwerken genutzt werden? Der Autor entwickelte Kompatibilitätsverfahren, mit denen diesmöglich wird. Das zentrale Kompatibilitätsverfahren ist der Ethernet TSN-kompatible Bridging-Modus Time Aware Forwarding (TAF), der zeitgesteuerte Kommunikation auf der Basis der Empfangszeit zeitrichtig weiterleitet und per Softwareupdate auf bestehender PROFINET-Hardware implementiert werden kann. Diese Geräte können damit in TSN-Netzwerke integriert werden und synchronisierte Kommunikation mit einem Jitter kleiner als 1 µs nutzen.

Der Autor
Sebastian Schriegel absolvierte eine Berufsausbildung als Kommunikationselektroniker und studierte anschließend an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe Elektrotechnik (Dipl.-Ing. FH) und Mechatronische Systeme (M.Sc.). Er arbeitet bei Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo und schloss 2021 eine Promotion an der Universität Bielefeld (Dr.-Ing.) ab.

 

Caracteristici

Optimiert die Integration von bestehenden PROFINET-Geräten in TSN-Netzwerke Ermöglicht eine frei Wahl der Topologie inklusive der Position der bestehenden Geräte Analysiert die Kompatibilität von Ethernet TSN und PROFINET-Hardware