Perfekte Anbindung

Titel

PC-Karten – Bei der neuen Ixxat INpact vereint HMS Industrial Networks die Anybus-Technologie mit dem Ixxat-Know-how des Technology Centers Ravensburg. Ergebnis ist eine leistungsfähige und preiswerte PC-Karte für PCIe- und PCIe-Mini mit Multi-Protokoll-Unterstützung.

16. Februar 2017

Das Stichwort Netzwerk treibt die Industrie schon seit Jahren heftig um. Es geht um die Zukunftsfähigkeit im Sinne von Industrie 4.0 und dem IoT und um nichts weniger als eine leistungsfähige Multi-Netzwerkanbindung für PC-basierte Automatisierungstechnik mit einer Vielzahl von Feldbus- und Industrial-Ethernet-Netzwerken sowie um eine einheitliche protokoll- und kartenübergreifende Programmierschnittstelle.

Die große Anzahl an unterschiedlichen industriellen Netzwerken ist aber nach wie vor eine Herausforderung für Anlagenbetreiber. Zwar wird bei neuen Automatisierungssystemen Industrial Ethernet als bevorzugte Technologie für die industrielle Kommunikation gesetzt, aber Industrial Ethernet ist nicht gleich Industrial Ethernet und Feldbussysteme wie Profibus haben nach wie vor einen sehr hohen Marktanteil. Auch wenn die für den Anwender nutzbaren Funktionen der einzelnen Industrial-Ethernet-Systeme sehr ähnlich sind, haben die Protokolle im Detail wenig gemeinsam.

Damit müssen sich die Anbieter von industrieller Kommunikationstechnik wie HMS Industrial Networks intensiv beschäftigen. Nach Einschätzung des Unternehmens wird es den einen Standard auch in Zukunft nicht geben und Multi-Netzwerkschnittstellen darum immer wichtiger.

Synergien durch Integration

Das gilt im Besonderen auch für den Bereich der PC-Interfacekarten. Dabei ist das neue Produkt Ixxat INpact von HMS ein gutes Beispiel für die Synergie-Effekte, die sich durch die Integration von Lösungen realisieren lassen– hier im Speziellen die des HMS Technology Centers Ravensburg in das Portfolio der Gruppe.

Bei der Entwicklung der multi-netzwerkfähigen PC-Interfacekarte brachte HMS seine langjährige Erfahrung aus dem Bereich der Anybus Embedded-Multi-Netzwerkschnittstellen ein; ergänzt durch die langjährige Erfahrung der Kollegen aus Ravensburg. Es profitiert vor allem aber der Anwender, der eine PC-Interfacekarten-Familie erhält, die alle relevanten industriellen Netzwerkstandards unterstützt.

Ixxat INpact wird eingesetzt, um PC-basierte Slave-Anwendungen mit den Netzwerken Profinet, Profibus, Ethercat, Ethernet/IP, Powerlink und Modbus-TCP zu verbinden. Der Anwender kann dabei zwischen einer Common-Ethernet-Ausführung und dedizierten Ausführungen für die einzelnen Netzwerke wählen.

Die Kommunikationssoftware für das gewünschte Protokoll wird bei der Common-Ethernet-Ausführung je nach Bedarf auf die Karte geladen. Dieser flexible Ansatz ermöglicht den einfachen Wechsel zwischen allen verfügbaren Protokollen.

Bei den dedizierten Ausführungen erhält der Anwender eine Ixxat INpact mit fest vorinstallierter Protokoll-Firmware, zum Beispiel für Profinet. Die INpact-Kartenfamilie umfasst aber auch eine spezielle Variante im PCIe-Mini-Format für Profinet mit Lichtwellenleiter-Anschluss, die die von der Automatisierungs-Initiative Deutscher Automobilhersteller (AIDA) geforderten Profinet-Anforderungen erfüllt und sich damit bestens für den Einsatz in der Automobilindustrie eignet.

Mit ihren niedrigen Latenzzeiten und dem deterministischen Echtzeitverhalten spielt die INpact auch in anspruchsvollen Industrieanwendungen ihre Stärken aus. Sie ist mit Standard- oder Low-Profile-Slotblech für kompakte Industrie-Systeme verfügbar und ermöglicht dem Anwender die bestmögliche Integration in seine Anwendung. Typische Anwendungen sind zum Beispiel die Prozessdatenvisualisierung in Leitständen oder Maschinen, Human Machine Interfaces oder mobile Lösungen basierend auf Mini PCIe, die Datenerfassung in Prüfständen oder Testsystemen sowie Mess- und Analyse-Anwendungen.

Bewährte Technologie als Basis

Die Ixxat INpact basiert auf der bewährten Anybus-CompactCom-Technologie. Zum Einsatz kommt der leistungsfähige Anybus-NP40-Prozessor in Kombination mit einer flexiblen FPGA-basierten PCIe-Busanbindung. Der Anybus NP40 enthält alle Funktionen, um die Kommunikation zwischen dem Industrial-Ethernet-Netzwerk und der PC-seitigen Kundenapplikation abzuwickeln.

»Mit dem NP40-Prozessor hat HMS einen Multinetzwerkprozessor entwickelt, der speziell auf die Anforderungen der neuen Industrial-Ethernet-Protokolle zugeschnitten ist: Performance, Geschwindigkeit, Taktsynchronität, hohe Echtzeitklassifikation und Netload-Klassen, die Performance unter schwierigen Netzwerkbedingungen zusichern, sind hier die typischen Schlagworte«, sagt Michael Volz, Geschäftsführer bei HMS. »Weitere Vorteile für den Anwender sind der niedrige Energieverbrauch und das flache Design, das ohne Kühlkörper auskommt«, führt Volz weiter aus.

Für die Anbindung an das Industrial Ethernet ist die PC-Interfacekarte mit zwei RJ45-Ethernet-Schnittstellen mit zehn oder 100 Megabit bestückt, die je nach Protokoll auch die geforderten spezifischen Switch-Funktionen unterstützen– wie beispielsweise IRT bei Profinet oder DLR bei Ethernet/IP.

Der Wechsel des kartenseitig unterstützten Industrial-Ethernet-Protokolls erfolgt bei der neuen PC-Karte über ein Flash-Update. Aktualisierungen und Protokollwechsel kann der Anwender auf dem FPGA-basierten Konzept ohne Kartenwechsel schnell und kostengünstig durchführen. Damit erhält er eine zukunftssichere und anpassbare Schnittstelle für seine Applikation.

Zur Anbindung an die Kundenapplikation befindet sich im Lieferumfang der Ixxat INpact ein umfangreiches Treiberpaket für Windows und Linux mit C-Programmierschnittstelle, das die einfache und schnelle Entwicklung von kundenspezifischen Anwendungen erlaubt– unabhängig von der verwendeten Karte und dem eingesetzten Industrial-Ethernet-Protokoll.

Basierend auf der einheitlichen Programmierschnittstelle kann der Wechsel zwischen den Protokollen und den Kartentypen ohne Änderung der Kundensoftware erfolgen, was nicht zuletzt zu einer erhöhten Flexibilität und einer maßgeblichen Verringerung der Entwicklungskosten führt. Neben den Windows- und Linux-Treiberpaketen sind Treiber für weitere Echtzeit-Betriebssysteme wie RTX, Intime, VxWorks und QNX in Vorbereitung.

Erschienen in Ausgabe: 01/2017