Dienstgütegarantien für Ethernet in der industriellen Kommunikation

Project Description

Klassische Feldbussysteme spielen in der industriellen Automatisierung nur noch eine untergeordnete Rolle. In diesem Umfeld kommen heute sehr häufig industrielle Varianten von Ethernet zum Einsatz. In der industriellen Kommunikation spielt die strikte Echtzeitfähigkeit eine wichtige Rolle. Diese Echtzeitfähigkeit wird von klassischem Ethernet jedoch nicht garantiert. In diesem Forschungsprojekt werden die Echtzeiteigenschaften von industriellem Ethernet mittels Network Calculus untersucht. Network Calculus erlaubt es, Garantien für die maximale Latenz auszusprechen. Dieser Modellierungsansatz kann in Planungswerkzeuge für die Auslegung von Automatisierungsnetzen integriert werden, sodass neue Architekturen automatisch auf die Erfüllung von Echtzeitanforderungen untersucht werden können. Neben den Echtzeitanforderungen können auch Garantien für den nötigen Puffer in Netzwerkkomponenten bestimmt werden, um somit Pufferüberläufe und damit Paketverluste ausschließen zu können. Weiterhin wird Network Calculus eingesetzt, um die Tauglichkeit für den Einsatz zukünftiger Standard-Erweiterungen von Ethernet, z.B. im Rahmen von IEEE 802.1 TSN, in Automatisierungsnetzen zu evaluieren und sich aktiv in den Standardisierungsprozess einzubringen, indem geeignete Scheduling-Strategien für den Medienzugriff vorgeschlagen werden.

Project Period

2010-01-01 – 2017-01-01

Project Members

Prof. Dr.-Ing. Reinhard German
Dr.-Ing. Kai-Steffen Jens Hielscher
Sven Kerschbaum

Involved institutions

Siemens Industry

Related Publications

1. Kai-Steffen Jens Hielscher, “Industrial Application of Network Calculus,” Network Calculus (Dagstuhl Seminar 15112), Schloss Dagstuhl, Wadern, Germany, Dagstuhl, Germany, pp. 72-73, März 2015
2. Sven Kerschbaum, Kai-Steffen Jens Hielscher, Ulrich Klehmet und Reinhard German, “A Framework for Establishing Performance Guarantees in Industrial Automation Networks,” Proceedings MMB & DFT 2014, Bamberg, pp. 177-191, März 2014
3. Sven Kerschbaum, Kai-Steffen Jens Hielscher und Reinhard German, “Automatische Generierung des Network Calculus-Modells aus einem Simatic STEP7-Projekt,” Kommunikation in der Automation, Lemgo, Germany, November 2012
4. Sven Kerschbaum, Kai-Steffen Jens Hielscher, Ulrich Klehmet und Reinhard German, “Network Calculus: Application to an Industrial Automation Network,” MMB & DFT 2012 Workshop Proceedings, Kaiserslautern, März 2012