Eine Analyse von EtherNet/IP vs. EtherCAT

Die Echtzeit-Kommunikationsfähigkeit von Industrial Ethernet ist ein heißes Thema. Es wird eine Schlüsselkomponente der Podiumsdiskussion des Industrial Safety Network sein, die am ersten Tag der Automation Conference 2014 vom 20. bis 21. Mai in Chicago stattfindet. Dort trafen Joey Stubbs, PE, nordamerikanischer Vertreter der EtherCAT Technology Group, Gregory Richards, System Engineer für Siemens Industry, Inc. und Sari Germanos, Technology Marketing Manager der Ethernet Powerlink Standardization Group, und andere werden zeitkritische Sicherheitsanwendungen diskutieren.

In einem im April 2013 im International Journal of Future Computer and Communication veröffentlichten Artikel wollten die Autoren P. A. Manoj Kumar und B. Sathish Kumar die Eignung eines Ethernet-basierten industriellen Netzwerks für ein anderes zeitkritisches industrielles Problem bewerten: in diesem Fall die Echtzeitsteuerung eines Elektrofilters.

„Von den vielen verfügbaren Ethernet-Protokollen erfüllen nur einige die Anforderungen“, sagen die Autoren. „EtherNet/IP, Profinet, EtherCAT, Sercos III, Modbus TCP, Ethernet Powerlink sind die Protokolle, die geeignet sind.“

Die Autoren haben zwei Protokolle — EtherCAT und Ethernet/IP — auf der Grundlage ihrer Rahmenstrukturen, Synchronisations- und Leistungsmerkmale analysiert und verglichen. Da die Arbeitsprinzipien der beiden Protokolle sehr unterschiedlich sind, wurde jeweils eine separate Diskussion geführt. Folgendes fanden sie zur „Eignung von Ethernet/IP und EtherCAT für industrielle zeitkritische Anwendungen“.“

Die Anwendung

Ein Elektrofilter ist ein Gerät zur Reinigung der aus einer Industrieanlage ausströmenden Luft durch Entfernen von Staubpartikeln mit elektrischer Ladung. Eine typische Industrieanlage verfügt über vier Elektrofilter, die von einem Hauptrechner (A) über vier Nebenrechner (B) überwacht werden. Jeder Abscheider ist in acht verschiedene Arten mit jeweils neun verschiedenen Feldern unterteilt.

Alle diese werden von Geräten gesteuert, und die momentanen Gerätedaten werden zu Überprüfungszwecken an die sekundären Computer gesendet. Somit gibt es insgesamt 72 Knoten an jedem der Ethernet-Kabel für jeden Elektrofilter. Wenn eine Fehlfunktion von einem der Knoten erkannt wird, müssen diese Informationen so schnell wie möglich an den Hauptcomputer gesendet werden, und die Zeitverzögerung sollte weniger als eine Sekunde betragen.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass „von EtherCAT erwartet wird, dass es innerhalb der Beschränkung der Datenübertragung innerhalb einer Sekunde eine gute Leistung erbringt. Darüber hinaus ist es relativ einfach zu implementieren und als Open Source Code verfügbar. Ethernet / IP hingegen hat eine viel größere Stellfläche mit installierter Kapazität in über einer Million Knoten, erfordert jedoch spezielle Hardware (Ultrahochleistungsscanner), um Datenübertragungsraten von weniger als einer Sekunde zu erreichen.“

Besuchen Sie die Automation Conference, um zu erfahren, wie sich verschiedene Industrial Ethernet-Protokolle bei Sicherheitsanwendungen vergleichen lassen. Die TAC 2014 findet vom 20. bis 21.Mai im Chicago Marriott O’Hare statt. Registrieren Sie sich online oder rufen Sie mit Fragen an: 800-355-5595 und fragen Sie nach Courtney Richards bei ext. 113.

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