Software Defined Industrial Ethernet – Intelligente adaptive Koppler für industrielle Automationsnetzwerke (itsowl-SDIE)

Problemstellung
Automatisierungskomponenten in Maschinen und Anlagen kommunizieren ähnlich wie Computer über Netzwerke. Durch den rasanten Wandel in der Automatisierungstechnik hat sich eine Vielzahl von Netzwerkstandards etabliert, die auf unterschiedliche Anforderungen des Informationsaustausches ausgerichtet sind. Derzeit werden von der Funktionsweise identische Komponenten für verschiedene Netzwerkstandards jeweils gesondert entwickelt. Dies führt zu Wettbewerbsnachteilen durch erhöhten Entwicklungsaufwand und verzögerte Markteinführung und zu einer hohen Anzahl von Produktvarianten. Sowohl für Anlagenbauer als auch Komponentenhersteller ergeben sich hohe Aufwände und Mehrkosten über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage – von der Entwicklung und Produktion über die Inbetriebnahme bis zur Wartung.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-SDIE ist die Entwicklung intelligenter Automatisierungskomponenten, die für unterschiedliche Netzwerkstandards einsetzbar sind und bei Bedarf selbstständig das eigene Verhalten durch Rekonfiguration von Hard- und Software ändern.

Vorgehensweise
Dazu werden erfolgreiche Ansätze aus dem Mobilfunksektor auf industrielle Kommunikationssysteme übertragen und erweitert. Die Bestandteile und Eigenschaften verschiedener Netzwerkstandards und Komponenten werden untersucht. Daraufhin werden Schnittstellen und Verfahren zur Rekonfiguration definiert und konzipiert. Auf dieser Grundlage wird ein Funktionsmodell entwickelt, das in einer anwendungsspezifisch programmierbaren Logikschaltung (FPGA, Field Programmable Gate Array) umgesetzt und evaluiert wird. In dem Projekt wird auf vielfältige Leistungen der Cluster-Querschnittsprojekte zurückgegriffen, z. B. „Selbstoptimierung“ und „Intelligente Vernetzung“.

Ergebnisse und Anwendungspotentiale
Die Ergebnisse werden zu einem Instrumentarium zum Aufbau von Plattformkonzepten für die Hersteller von Anlagen und Komponenten zusammengeführt.
Durch die Projektergebnisse werden der Aufwand und die Kosten bei der Automatisierung von Maschinen und Anlagen über den gesamten Lebenszyklus optimiert. Die Anzahl von Produktvarianten und Entwicklungszeiten für neue Komponenten werden reduziert. Hersteller von Anlagen und Bauteilen erhalten ein Instrumentarium zur flexiblen und effizienten Entwicklung und Anpassung von Komponenten, unabhängig von Netzwerkstandards und ohne Modifikation der vorhandenen Hardware.

• BISONtec GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• WAGO GmbH & Co. KG