Protokoll-Gateways, auch Protokollkonverter oder Protokollübersetzer genannt, ermöglichen die nahtlose Kommunikation zwischen Maschinen und Netzwerken, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden. In diesem Artikel erklären wir, warum Protokoll-Gateways notwendig sind, wie sie funktionieren und wie sie Industrieunternehmen zugute kommen.
In den Anfängen der Vernetzung entwickelten die Hersteller ihre eigenen proprietären Kommunikationsprotokolle, um die Kommunikation zwischen ihren Maschinen zu ermöglichen. Mit zunehmender Anzahl vernetzter Geräte wurde eine standardisierte Kommunikationsmethode unumgänglich, die zur Entwicklung offener, standardisierter Protokolle wie Modbus und PROFIBUS führte.
Doch selbst mit der Entwicklung offener Protokolle konnten Geräte, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwendeten, immer noch nicht miteinander kommunizieren. An dieser Stelle wurden Protokoll-Gateways von entscheidender Bedeutung. Sie dienen als Vermittler zwischen Geräten, die unterschiedliche Protokolle verwenden, und ermöglichen so eine nahtlose Kommunikation und Interaktion. Unabhängig davon, ob es um die Überwindung von Kommunikationsbarrieren geht, die durch proprietäre oder ältere Protokolle verursacht werden, oder um die Verbindung von Geräten, die in offenen Netzwerken ausgeführt werden, spielen Protokoll-Gateways eine entscheidende Rolle bei der Erleichterung der Kommunikation zwischen unterschiedlichen Systemen.
Ein Protokollgateway dient als Bridge zwischen zwei Netzwerken, die unterschiedliche Protokolle verwenden. Mit über 150 offenen und proprietären Netzwerken gibt es viele Möglichkeiten für Verbindungen.
Protokoll-Gateways fungieren als Übersetzer zwischen Maschinen und industriellen Datennetzwerken und können Geräte wie Roboter, Steuerungssysteme, Motoren und Sensoren mit jedem industriellen Netzwerk verbinden.
"Gateways werden manchmal nur als letzter Ausweg bei einem Verbindungsproblem angesehen, sollten aber vielleicht als die erste und naheliegendste Wahl betrachtet werden, um Geräte oder Maschinen einfach und schnell mit verschiedenen industriellen Netzwerken zu verbinden."
Protokolle können mit Sprachen verglichen werden, da sie wie Sprachen Regeln und Konventionen für die Kommunikation zwischen Systemen oder Komponenten definieren. So wie Menschen, die verschiedene Sprachen sprechen, ohne einen Übersetzer nicht effektiv kommunizieren können, benötigen auch Systeme, die unterschiedliche Protokolle verwenden, Protokollübersetzer, um die Kommunikation zu erleichtern.
Ein Protokoll-Gateway führt diese erforderliche Übersetzung durch und ermöglicht so die Kommunikation zwischen Geräten oder Systemen, die unterschiedliche Protokolle verwenden. Sie empfangen Daten in einem Protokoll und wandeln sie in ein Format um, das das Protokoll des empfangenden Systems verstehen kann.
Durch die Bereitstellung einer Bridge zwischen verschiedenen Protokollen können Gateways die Komplexität und die Kosten der Systemintegration reduzieren, den Datenaustausch verbessern und die Interoperabilität zwischen verschiedenen Komponenten erleichtern.
Protokoll-Gateways gibt es in zwei Haupttypen mit jeweils eigener Funktionalität:
Der erste Typ verbindet zwei verschiedene Netzwerke mit unterschiedlichen Basisprotokollen. So kann beispielsweise PROFIBUS mit EtherNet I/P verbunden werden, so dass Geräte in diesen Netzwerken nahtlos miteinander kommunizieren können.
Der zweite Typ verbindet einfachere Geräte wie Sensoren und Waagen mit komplexeren Netzwerken. Dieser Gateway-Typ verwendet in der Regel eine einfache Verbindung, z. B. eine integrierte serielle Schnittstelle, um das Gerät mit dem Netzwerk zu verbinden. Diese Gateways fungieren als Übersetzer zwischen dem Protokoll des Geräts und dem Protokoll des Netzwerks und ermöglichen den Geräten die Kommunikation mit anderen Geräten im Netzwerk, auch wenn diese unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden.
Protokoll-Gateways ermöglichen es Geräten, miteinander zu kommunizieren, indem sie zwischen ihnen gesendete Nachrichten von einem Protokoll in ein anderes übersetzen. Dadurch können Geräte, die unterschiedliche Protokolle verwenden, nahtlos zusammenarbeiten, ohne dass teure Hardware- oder Software-Upgrades erforderlich sind.
Protokoll-Gateways tragen dazu bei, die Lebensdauer von Legacy-Geräten zu verlängern, indem sie ihnen die Kommunikation mit modernen Geräten und Netzwerken ermöglichen. Dies ist besonders wichtig in der Fertigung, wo der Austausch älterer Geräte teuer sein kann und sie möglicherweise noch funktionsfähig sind.
Durch den Einsatz von Protokoll-Gateways können Unternehmen die Kosten für die Netzwerkimplementierung bei der Modernisierung ihrer Fabrikanlagen erheblich senken. Anstatt das gesamte System zu ersetzen, ermöglichen Gateways die Wiederverwendung vorhandener E/A-Module und Verdrahtungsinfrastruktur bei einem Upgrade von einem alten SPS-System. Das spart Zeit und Geld und reduziert Störungen im Produktionsprozess.
In ähnlicher Weise erleichtern Protokoll-Gateways die Erweiterung von SPS-Systemen, indem sie eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bieten, Geräte verschiedener Marken mit unterschiedlichen Netzwerktypen zu verbinden. Auf diese Weise kann der Endbenutzer die besten verfügbaren Geräte für seine Anwendung auswählen, anstatt auf das Angebot eines Herstellers beschränkt zu sein.
Gateways bieten Unternehmen die Flexibilität, neue und aufkommende Netzwerktechnologien zu unterstützen, ohne dass ein komplettes System-Redesign erforderlich ist. Durch den Einsatz von Gateways können Unternehmen sicherstellen, dass ihre Systeme auf dem neuesten Stand bleiben und sich leicht an veränderte Bedürfnisse anpassen können. Dieser zukunftssichere Ansatz ermöglicht es Unternehmen, in einer sich ständig weiterentwickelnden technologischen Landschaft wettbewerbsfähig und effizient zu bleiben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Protokoll-Gateways entwickelt wurden, um das Problem der Kommunikationsbarrieren zwischen Geräten zu lösen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden. Die Gateways dienen als Bridge, die die Kommunikation zwischen Geräten unabhängig von den verwendeten Protokollen erleichtert. Diese Funktion ermöglicht eine nahtlose Interoperabilität und verlängert die Lebensdauer von Legacy-Geräten. Durch den Einsatz von Protokoll-Gateways können Industrieunternehmen die Kosten für den Austausch bestehender Geräte vermeiden und stattdessen ihre aktuelle Infrastruktur nutzen und gleichzeitig die Vorteile neuerer Technologien nutzen.
Einer der Marktführer auf diesem Gebiet ist Anybus, dessen Gateway-Technologie in den vergangenen 20 Jahren Millionen von Geräten mit Netzwerken verbunden hat. Anybus-Gateways verbinden seit mehr als 20 Jahren erfolgreich Geräte, Maschinen und Netzwerke und sind zusammen mit Automatisierungsprodukten und -systemen großer Industrieunternehmen wie Rockwell Automation, Siemens, Schneider Electric, Mitsubishi usw. weit verbreitet. Das Anybus Gateway Portfolio besteht aus mehreren Protokollkonvertern, die an jede Kombination von Feldbus- oder Industrial-Ethernet-Netzwerken angebunden werden können.
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