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Die neue PC-Interfacekarte IXXAT INpact von HMS unterstützt mehrere Industrial-Ethernet-Protolle. Bild: HMS Industrial Networks; iStock, SIAATH
Industrial Ethernet

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Alles auf eine Karte setzen

Text: Michael Volz, HMS Industrial Networks
Industrielles Ethernet und PC-basierte Automatisierungslösungen werden in der Fertigung immer wichtiger. Allerdings gibt es eine Vielzahl von Ethernet-Standards und Protokollen. Steckbare PCIe-Karten vereinfachen die Einbindung von Geräten in die gängigen Industrial-Ethernet-Varianten.

Die unterschiedlichen Industrial-Ethernet-Standards sind nach wie vor eine Herausforderung für Anlagenbetreiber. Zwar ist bei neuen Automatisierungssystemen Indus­trial Ethernet als bevorzugte Technologie für die industrielle Kommunikation gesetzt, aber Industrial Ethernet ist nicht gleich Industrial Ethernet. Auch wenn die nutzbaren Funktionen der einzelnen Industrial-Ethernet-Systeme sehr ähnlich sind, haben die Protokolle im Detail wenig gemeinsam. Da es nach Einschätzung von HMS den einen Standard auch in Zukunft nicht geben wird, werden Multi-Netzwerkschnittstellen immer wichtiger; auch im PC-Interfacekartenbereich.

Flexible Netzwerktechnologie

Die neue PC-Interfacekarte IXXAT INpact von HMS unterstützt mehrere Industrial-Ethernet-Protolle. Mit ihr lassen sich PC-basierte Slave-Anwendungen mit den Industrial-Ethernet-Netzwerken Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, Powerlink und Modbus-TCP 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. Alle Ausführungen der PC-Interfacekarte beruhen auf derselben Anybus- und IXXAT-Technologie von HMS.

Breites Einsatzspektrum

Mit ihren niedrigen Latenzzeiten und dem deterministischen Echtzeitverhalten ist die IXXAT INpact für anspruchsvolle Industrieanwendungen geeignet. 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 Prozessdaten-Visualisierung in Leitständen oder Maschinen, HMIs oder mobile Lösungen basierend auf Mini PCIe, Datenerfassung in Prüfständen oder Testsystemen sowie Mess- und Analyse-Anwendungen.

Leistungsfähige PCIe-Karten

Die IXXAT INpact basiert auf der Anybus-­CompactCom-Technologie. Es kommt der leistungsfähige Anybus-­NP40-Prozessor in Kombination mit einer flexiblen FPGA-basierten PCIe-Busanbindung zum Einsatz. Der Anybus NP40 enthält alle Funktionen, um die Kommunikation zwischen dem Industrial-Ethernet-Netzwerk und der PC-seitigen Kundenapplikation abzuwickeln. Hierzu zählen Performance, Taktsynchronität, hohe Echtzeitklassifikation und Netload-Klassen. Weitere Vorteile für den Anwender sind der niedrige Energieverbrauch und das flache Design, das ohne Kühlkörper auskommt.

Für die Anbindung an das Industrial Ethernet ist die PC-Interfacekarte mit zwei RJ45-Ethernet-Schnittstellen (10/100 Mbit) bestückt, die je nach Protokoll auch die geforderten spezifischen Switch-Funktionen unterstützen – wie IRT bei Profinet oder DLR bei EtherNet/IP. Die Karten gibt es mit PCI Express Single-Lane-Port (x1) und in der Variante für Mini PCI Express (x1). Der Wechsel des kartenseitig unterstützten Industrial-Ethernet-Protokolls erfolgt via Flash-Update. Aktualisierungen und Protokollwechsel können auf dem FPGA-basierten Konzept ohne Kartenwechsel schnell und günstig durchgeführt werden. Damit erhält der Anwender eine zukunftssichere und anpassbare Schnittstelle für seine Applikation.

Kundenspezifische Anbindung

Im Lieferumfang der IXXAT INpact befindet sich ein umfangreiches Treiberpaket für Windows, 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-Treiberpaketen befinden sich Treiber für Linux bereits in Planung. Auf Anfrage unterstützt HMS mit der IXXAT INpact auch Echtzeit-Betriebssysteme wie RTX, Intime, VxWorks und QNX. Eine Kartenvariante für den PCI-Bus ist beim Hersteller in Vorbereitung.

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