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.