Ethernet-APL Engineering - Die Ethernet-APL Engineering Richtlinie im Überblick

Die Vision „Industrial Ethernet bis zu den Sensoren und Aktoren“ wurde Realität. Auf der Achema im Juni 2021 wurde Ethernet-APL in den Markt eingeführt. Basis dieser Technologie ist ein 2-Draht-Ethernet (engl. 2-wire-Ethernet), das sowohl Informationen als auch Energie zu den Sensoren und Aktoren des Automatisierungssystems überträgt. Ethernet-APL basiert auf dem Ethernet-Standard IEEE 802.3cg und arbeitet mit einer Datenrate von 10 Mbit/s. Eine zusätzliche Spezifikation, die Ethernet-APL Port Profile Specification, definiert zusätzliche Parameter für den Einsatz in der Prozessindustrie, insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen. In einem nächsten Schritt müssen sich potenzielle Anwender mit dem Engineering-Prozess von Ethernet-APL-Netzwerken vertraut machen. Zu diesem Zweck stellt das Ethernet-APL-Projekt die Ethernet-APL-Engineering-Richtlinie zur Verfügung, welche die wichtigsten Bereiche der Planung, Installation und Abnahmeprüfung abdeckt. Dieser Artikel soll einen Überblick über den Ethernet-APL-Engineering-Prozess geben und die relevanten Planungsschritte aufzeigen. Deutsche Übersetzung des englischen Beitrags, abrufbar unter https://doi.org/10.25968/opus-208

EMC-compliant installation of automation networks

The topic of electromagnetic compatibility (EMC) remains an important aspect during the planning, installation and operation of automation systems. Communication networks, such as PROFIBUS and PROFINET, are known to be robust and reliable transmission systems. Nevertheless, it is important that a number of fundamental principles needs to be observed to ensure fault-free operation over a long plant lifetime. This paper first describes a number of principles of EMC. On the basis of these principles, six recommendations for action are then developed which are to be observed during the planning of an automation system for use in the manufacturing industry. Finally, an overview is provided of future work for systems in the process industry

The Ethernet-APL Engineering Process - A brief look at the Ethernet-APL engineering guideline

The vision of an “Industrial Ethernet down to the sensors and actors” has become reality. At the Achema fair in June 2021 Ethernet-APL was introduced. This technology is based on a 2-wire Ethernet that conveys information as well as energy to the sensors and actuators of the automation system. Ethernet-APL is based on the 2-wire Ethernet standard IEEE 802.3cg running at 10 Mbit/s. An additional specification, the Ethernet-APL Port Profile Specification, defines additional parameters for the use of the technology in the process industry, especially in areas with potentially explosive atmospheres. As a next step, potential users need to become familiar with the engineering process of Ethernet-APL networks. For this purpose, the Ethernet-APL project provides the Ethernet-APL Engineering Guideline that covers the main areas of planning, installation and acceptance testing.Die Vision von „Industrial Ethernet bis zu den Sensoren und Aktoren“ wird Realität. Auf der Messe Achema im Juni 2021 wurde Ethernet-APL in den Markt eingeführt. Basis dieser Technologie ist ein 2-Draht-Ethernet, das sowohl Informationen als auch Energie zu den Sensoren und Aktoren des Automatisierungssystems überträgt. Ethernet-APL basiert auf dem 2-Draht-Ethernet-Standard IEEE 802.3cg, der mit 10 Mbit/s arbeitet. Eine zusätzliche Spezifikation, die Ethernet-APL Port Profile Specification, definiert zusätzliche Parameter für den Einsatz der Technologie in der Prozessindustrie, insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen. Im nächsten Schritt müssen sich potenzielle Anwender mit dem Engineering-Prozess von Ethernet-APL-Netzwerken vertraut machen. Zu diesem Zweck stellt das Ethernet- APL-Projekt die Ethernet-APL-Engineering-Guideline zur Verfügung, welche die wichtigsten Bereiche der Planung, der Installation und den Abnahmetest abdeckt. Dieser Artikel soll einen Überblick über den Ethernet-APL-Engineering-Prozess geben und die relevanten Planungsschritte beschreiben

IT security extensions for PROFINET

The impact of vertical and horizontal integration in the context of Industry 4.0 requires new concepts for the security of industrial Ethernet protocols. The defense in depth concept, basing on the combination of several measures, especially separation and segmentation, needs to be complimented by integrated protection measures for industrial real-time protocols. To cover this challenge, existing protocols need to be equipped with additional functionality to ensure the integrity and availability of the network communication, even in environments, where possible attackers can be present. In order to show a possible way to upgrade an existing protocol, this paper describes a security concept for the industrial Ethernet protocol PROFINET

Anwendungsorientierte Forschung für die digitale Transformation von KMU : Schriften des Forschungsclusters Industrie 4.0

Das Forschungscluster Industrie 4.0 stellt in acht Beiträgen aktuelle Ergebnisse aus seinen vielfältigen Forschungsprojekten vor. Es werden virtuelle Techniken in der Produktentwicklung, Lehrkonzepte für Industrie 4.0, Energy Harvesting bei Antennen, Energiemanagement in Produktionsanlagen, firmenübergreifende IT-Security Anforderungen, dezentral gesteuerte Produktionsprozesse und Spracherkennung mit Mikrocontrollern behandelt.The research cluster Industry 4.0 presents eight papers with recent results from its multifaceted research projects. The papers span virtual techniques in product development, an educational concept for Industry 4.0, energy harvesting in antennas, energy management in production facilities, cross-company IT security requirements, decentral production control and speech recognition with microcontrollers

Befragung zur Auswertung von Security Advisories im Produktionsumfeld durch KMU

In dieser Studie wurden Unternehmen, die Produktionsanlagen betreiben oder betreuen, zu ihrem Sicherheitsaufwand bei der Abfrage von Security Advisories für Automatisierungskomponenten befragt. Die befragten Unternehmen (vorwiegend KMU) machten Angaben zum zeitlichen, technischen und personellen Aufwand für die Auswertung von Security Advisories im Produktionsumfeld. Es wurde festgestellt, dass in vielen Unternehmen Defizite in Bezug auf diese Fragestellung bestehen. Dieses resultiert im Wesentlichen aus Mangel an Zeit und Mangel an qualifiziertem Personal. Eine in der Studie vorgeschlagene automatisierte Abfrage von Asset Inventories und eine automatisierte Zuordnung von Security Advisories zu den Assets wird von den befragten Unternehmen durchgehend als sinnvoll erachtet.In this study, companies that operate or support production facilities were asked about their security effort when querying Security Advisories for automation system components. The companies (predominantly SMEs) surveyed provided information on the time, technical and personnel effort required for the evaluation of Security Advisories in the production domain. It was found that many companies have deficits with regard to this issue. This results mainly from lack of time and lack of qualified personnel. An automated query of asset inventories and an automated assignment of security advisories to assets, as proposed in the study, is considered useful by all of the companies surveyed

Potenziale von PROFIenergy in der Prozessindustrie

Der vorliegende Beitrag beschreibt Einsatzpotenziale des Energiemanagementprofils PROFIenergy in der Prozessindustrie. Der Blick auf den Status von Energieeffizienzmaßnahmen in der Prozessindustrie zeigt, dass diese im Wesentlichen innerhalb der verfahrenstechnischen Optimierung angesiedelt sind. Noch hat sich der durchgängige Einsatz von technischen Energiemanagementsystemen (tEnMS) nicht etabliert. Diese Arbeit fokussiert Vorteile des tEnMS-Einsatzes und präsentiert „Best Practice“- Beispiele in der Prozessindustrie. Abschließend wird aufgezeigt, welches Potenzial das Energiemanagementprofil PROFIenergy liefern kann und welche Anwendungsfälle sich damit abdecken lassen

Beitrag von Feldgeräten der Zukunft zur Anlagensicherheit (OT Security)

Dieser Beitrag adressiert einleitend die aktuelle Bedrohungslage aus Sicht der Industrie mit einem Fokus auf das Feld und die Feldgeräte. Zentral wird dann die Frage behandelt, welchen Beitrag Feldgeräte im Kontext von hoch vernetzten Produktionsanlagen für die künftige IT-Sicherheit leisten können und müssen. Unter anderem werden auf Basis der bestehenden Standards wie IEC 62443-4-1, IEC 62443-4-2 oder der VDI 2182-1 und VDI 2182-4 ausgewählte Methoden und Maßnahmen am Beispiel eines Durchflussmessgerätes vorgestellt, die zur künftigen Absicherung von Feldgeräten notwendig sind

Hochverfügbare Automatisierungsnetzwerke am Beispiel von PROFINET

Dieses Research Paper befasst sich mit dem Thema der Hochverfügbarkeit von Automatisierungsnetzwerken am Beispiel von PROFINET. Anhand von verschiedenen PROFINET-Topologien soll verdeutlicht werden, durch welche Maßnahmen eine hohe Verfügbarkeit erzielt werden kann. Zuvor wird mithilfe von grundliegenden Berechnungsbeispielen gezeigt, wie sich die Verfügbarkeit eines technischen Systems ermitteln lässt. Anschließend erfolgt für die Betrachtung der Gesamtverfügbarkeit einer PROFINET-Anlage eine genaue Bestimmung der jeweiligen Verfügbarkeitswerte für die einzelnen PROFINET-Geräte. Ein besonderes Augenmerk richtet sich hierbei speziell auf die Verwendung von IO Devices mit redundanten bzw. nicht-redundanten Interfacemodulen. Für das Erzielen einer hohen Verfügbarkeit sind nicht nur PROFINET-Geräte von entscheidender Bedeutung, sondern auch die Stuktur des PROFINET-Netzwerks. Im Zusammenspiel mit den bereits existierenden Redundanzprotokollen, die für die Verwaltung des Datenverkehrs zuständig sind, werden in diesem Bericht mehrere Topologien anhand verschiedener Eigenschaften und Voraussetzungen auf ihre Vor- und Nachteile untersucht und entsprechend ihrer Gesamtverfügbarkeitswerte bewertet. Dieses Research Paper basiert im Wesentlichen auf der Bachelorarbeit von Herrn Sebastian Stelljes an der Hochschule Hannover. Im Nachgang zur Arbeit wurden noch weitere Aspekte untersucht und mit den Inhalten der Bachelorarbeit zu diesem Research Paper zusammengeführt