TSN4KMU

Modulare TSN-Routerplattform

Projektförderung

Hintergrund

Die Digitalisierung der Produktion (Industrie 4.0) ist eine der größten Wachstumschancen für den Mittelstand und nimmt eine Schlüsselrolle für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland ein. Entscheidende Voraussetzung für viele innovative Konzepte von Industrie 4.0 ist eine durchgängige Kommunikation über die Hierarchien der Produktionspyramide hinweg (konvergente Netze).
Da sich aufgrund der sehr speziellen Anforderungen der industriellen Kommunikation, insbesondere der Echtzeitfähigkeit, in der Vergangenheit eine Vielzahl proprietärer Lösungen durchgesetzt hat, sind konvergente Netze de facto heute nicht möglich. Eine potentielle „Enabling-Technologie“ ist die Erweiterung von Standard-Ethernet um Echtzeitfähigkeiten im Kontext von Time Sensitive Networking (TSN).

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Abb.1: Kommunikation in einem konvergenten Netz: Alle Teilnehmer teilen sich ein gemeinsames Medium, zusammenwirkende Funktionen können räumlich verteilt werden.

Ziele

Um TSN für KMUs effizient nutzbar zu machen, soll in diesem Projekt eine offene, anpassbare Routerplattform entwickelt werden. Diese soll das Problem lösen, dass KMUs im Vergleich zu großen Firmen oft nicht die Möglichkeit haben, individuell auf ihren Einsatzzweck zugeschnittene Netzwerkkomponenten zu entwickeln. Die Routerplattform wird so gestaltet, dass sie bis zur Hardwareebene anpassbar ist. Dadurch kann sie auf die jeweilige applikationsspezifische Kommunikationsstruktur des KMUs angepasst werden und somit den Weg zu einem konvergenten Netz ebnen. Durch ein geeignetes Engineeringtool sollen auch Anwender ohne große Erfahrung in der Hardwareentwicklung und Netzwerktechnik in der Lage sein, TSN über die Routerplattform einfach in ihre Anwendungen zu integrieren.

Vorgehensweise

Die neue, offene Routerplattform wird auf Basis der existierenden TrustNode Routerplattform entwickelt. Hierzu erfolgt eine Modularisierung der Architektur. Um Module anwendungsspezifisch mit minimalem Aufwand austauschen zu können, wird eine Methodik zur dynamischen Rekonfiguration entwickelt, mittels welcher der Router vom Anwender individuell angepasst werden kann. Ein Modul zur Hardwarebeschleunigung von OPC UA basierter Maschinenkommunikation über TSN soll im Rahmen dieses Projekts entwickelt werden.

Erwartete Ergebnisse

  • Einfach vom Anwender anpassbarer Router
    - Feldbusunterstützung auf beliebigen Ports
    - Engineering Tool
    - Über offene Schnittstelle erweiterbar
  • Forschungsplattform für konvergente Netze
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Abb.2: Strukturbild der Routerplattform am Projektende mit bereits existierenden und im Projekt erstellten Komponenten

Ihr Ansprechpartner

Torben Henke
M.Sc.

Torben Henke

Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Echtzeitkommunikation und Steuerungshardware"

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