Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation : : Ausgewählte Beiträge der Jahreskolloquien KommA und BVAu 2018.

• Superior document: Technologien Für Die Intelligente Automation Series ; v.12
• Author: Jasperneite, Jürgen.
• TeilnehmendeR: Lohweg, Volker.
• Place / Publishing House: Berlin, Heidelberg : : Springer Berlin / Heidelberg,, 2020.; {copy}2020.
• Year of Publication: 2020
• Edition: 1st ed.
• Language: German
• Series: Technologien Für Die Intelligente Automation Series
• Physical Description: 1 online resource (374 pages)

Table of Contents

• Intro
• Preface
• Organisation
• Table of Contents
• Communication in Automation
• TSN basierte automatisch etablierte Redundanz für deterministische Kommunikation
• 1 Einleitung
• 2 Mechanismen für Quality of Service (QoS)
• 3 Industrielle Anforderungen an Echtzeitkommunikation
• 3.1 Latenz
• 3.2 Verfügbarkeit
• 4 Stream Reservation
• 5 Redundante Stream Reservierung
• 5.1 End-to-End Frame Replication and Elimination for Reliability (E2E FRER)
• 5.2 Network Frame Replication and Elimination for Reliability (Network-FRER)
• 6 Fazit
• Literatur
• Arduino based Framework for Rapid Application Development of a Generic IO-Link interface
• 1 Introduction
• 2 Framework overview
• 3 Firmware
• 4 GUI
• 5 Hardware interface
• 6 Proof of concept
• 6.1 IO-Link distance sensor
• 7 Conclusions
• References
• On the suitability of 6TiSCH for industrial wireless communication
• 1 Introduction
• 2 Overview of 6TiSCH-stack
• 2.1 Time Slotted Channel Hopping
• 2.2 Routing protocol RPL
• 2.3 6TiSCH-WG standardization activities
• 3 Challenges
• Challenge 1: Convergence on industrial concerns
• Challenge 2: Avoidance of specification implementation mismatches
• Challenge 3: Design of the management architecture scheme
• Challenge 4: Concurrence of other wireless technologies
• 4 Analysis and Improvements of the 6TiSCH minimal configuration
• 4.1 6TiSCH network formation procedure
• 4.2 Shortcomings of 6TiSCH-MC
• 4.3 Improvements of 6TiSCH-MC
• 4.4 Diagonal: Our improvement proposal for 6TiSCH-MC
• 5 Conclusions
• References
• Ein dezentraler Regelalgorithmus für ein automatisches Koexistenzmanagement
• 1 Einführung
• 2 Der Betrachtungsraum als Regelkreis
• 3 Modellierung der Regelstrecke zur Koexistenz
• 4 Modellierung eines dezentralen Regleralgorithmusses
• 5 Validierung des Modells für die dezentrale Regelung.
• 6 Schlussfolgerung
• Literatur
• Untersuchung der Netzlastrobustheit von OPC UA - Standard, Profile, Geräte und Testmethoden
• 1 Einleitung
• 2 Stand der Technik OPC UA
• 2.1 OPC UA Kommunikationsmodell
• 2.2 OPC UA Transportprotokolle
• 2.3 OPC UA Profile
• 2.4 OPC UA Security Model
• 2.5 OPC UA Certification Test
• 3 Stand der Technik Security Level 1 Test bei PROFINET
• 4 Exemplarischer Netzlasttest einer OPC UA Implementierung
• 4.1 Beschreibung des zu testenden OPC UA Gerätes
• 4.2 Aufbau und Durchführung des Tests
• 4.3 Testergebnisse und deren Auswertung
• 5 Zusammenfassung
• Literatur
• Open-Source Implementierung von OPC UA PubSub für echtzeitfähige Kommunikation mit Time-Sensitive Networking
• 1 Einführung
• 1.1 OPC Unified Architecture
• 1.2 Time-Sensitive Networking (TSN)
• 1.3 OPC UA PubSub und OPC UA PubSub in Kombination mit TSN
• 2 Integration von OPC UA Servern mit echtzeitfähigem OPC UA PubSub
• 3 Implementierung
• 4 Evaluierung
• 5 Zusammenfassung und Ausblick
• Literatur
• Abstraction models for 5G mobile networks integration into industrial networks and their evaluation
• 1 Introduction
• 2 Mobile Network Integration
• 2.1 Integration approach on layer 3
• 2.2 Integration approach on layer 2
• 3 Evaluation approach
• 3.1 Metrics for the performance evaluation
• 3.2 Metrics for the usability evaluation
• 4 Conclusion
• References
• Anforderungen an die 5G-Kommunikation für die Automatisierung in vertikalen Domänen
• 1 Einleitung
• 2 Genereller Überblick zur 5G-Standardisierung
• 3 5G Dienstanforderungen für uMTC im industriellen Umfeld
• 4 Erkenntnisse aus der Erarbeitung von TR 22.804
• 4.1 Gemeinsamkeiten über „vertikale Grenzen" hinweg
• 4.2 Kennzahlen (insbesondere Latenzzeiten) sind nicht alles
• 4.3 Industrielle 5G-Netze als nicht-öffentliche Netze.
• 4.4 Aufstellung industrieller 5G-Netze
• 4.5 Ende-zu-Ende-Dienste für Kontrollanwendungen sind ein neues Feld
• 5 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA
• 6 Offene Themen
• 6.1 Netzwerkanforderungen
• 6.2 Verhaltensweise der Dienste
• 6.3 „Native Einbindung"
• 6.4 Frequenzzuweisung
• 7 Wie geht es weiter?
• Literatur
• Optimierung eines Funksystems für hybride kaskadierte Netzwerke in der Fertigungsautomation
• 1 Einleitung
• 2 Kommunikationssysteme in der Fertigungsautomation
• 2.1 Allgemeine Anforderungen von Applikationen der Fertigungsautomation
• 2.2 Zentrale Anforderungen der Fertigungsautomation an ein Kommunikationssystem
• 3 Hybride, kaskadierte Netzwerke und ihre Eigenschaften
• 3.1 Verwendbarkeit von bereits etablierten drahtlosen Technologien
• 3.2 Freiheitsgrade beim Entwurf eines Funksystems
• 3.3 Optimierter Entwurf des Funksystems
• 4 Das Projekt ParSec: Paralleles und sicheres Funksystem
• 5 Zusammenfassung und Ausblick
• Hinweis
• Literatur
• How Device-to-Device Communication can be used to Support an Industrial Mobile Network Infrastructure
• 1 Introduction
• 1.1 Related Works
• 1.2 Approach
• 2 Scenario
• 2.1 Automated services without coverage
• 2.2 Extended connectivity outside coverage
• 2.3 Low latency communication and synchronization
• 3 Handover Comparison
• 3.1 X2 based Handover
• 3.2 PC5 based Path Switch
• 3.3 X2 PC5 Comparison
• 4 Conclusion &amp
• Future Work
• 5 Acknowledgement
• References
• Hardwarearchitektur eines latenzoptimierten drahtlosen Kommunikationssystems für den industriellen Mobilfunk
• 1 Einleitung
• 2 Anforderungen
• 3 Systemdesign
• 3.1 Gewährleistung von Authentizität, Integrität und Vertraulichkeit
• 3.2 Kanalkodierung
• 3.3 Mehrträgerverfahren OFDM
• 3.4 Frame-Design
• 3.5 RF-Frontend und AGC
• 4 Hardwarearchitektur.
• 4.1 Frontend-Domäne
• 4.2 Basisband-Domäne
• 4.3 Applikationsdomäne
• 5 Auswertung der Implementierung
• 5.1 Hardwarekomplexität
• Förderung der Forschung
• Literatur
• Praxisbericht: Implementierung von TSN-Endpunkten im industriellen Umfeld
• 1 Einleitung
• 2 Ein industrieller Anwendungsfall
• 3 TSN-Automatisierungsprofile
• 4 TSN-Endpunkt-Architektur aus dem Profil der Avnu Alliance
• 4.1 CUC Interface
• 4.2 Time-Sensitive Stream Object
• 4.3 Network Interface
• Stream Translation.
• Time-Sensitive Queue.
• 4.4 End Station Configuration State Machine
• 4.5 Time Synchronisation
• 4.6 Topology Discovery
• 4.7 Technische Anforderungen an TSN-Endpunkte
• Stream Translation:
• Time-Sensitive Queue:
• Integrierter Switch bei 2-Port-Endgerät:
• 5 Verfügbare Lösungen und Umsetzung
• 5.1 Hilscher NetX 51
• 5.2 Xilinx 100M/1G TSN Subsystem IP
• 5.3 Vergleich der Lösungen
• 5.4 Umsetzung
• Time-Synchronisation
• Stream-Translation
• Time Sensitive Queue
• 6 Auswertung
• 6.1 Messung der Zeitsynchronisation
• 6.2 Prüfung der Übersetzung von Datenströmen
• 6.3 Prüfung der Sendemechanismen Time Sensitive Queue.
• Time Sensitive Queue.
• Per-Stream Scheduling.
• Literatur
• Ethernet TSN Nano Profil - Migrationshelfer vom industriellen Brownfield zum Ethernet TSN-basierten IIoT
• 1 Entwicklungstendenzen von Ethernet TSN im Applikationsfeld industrielle Automation und Motivation für ein Ethernet TSN Nano Profil
• 2 Heterogenität von Ethernet TSN in Profilen, Systemen und Geräten
• 3 Ethernet TSN Nano-Profil - Skalierung von Ethernet TSN für die Feldebene und Retrofitting von IEC Echtzeit Ethernet-Hardware und -Anlagen
• 3.1 Time Aware Forwarder: Funktionsmodus für den Time Aware Shaper für Bridged Endstations mit eingeschränkter Weiterleittabelle und.
• 3.2 Domain-based Time Aware Forwarder: Funktionsmodus für garantierte niedrige Latenz in Linientopologien mit Geräten ohne Time Aware
• 4 Ethernet TSN-Konfigurationsmodellvarianten für heterogene Netze
• 4.1 TSN-Funktionsmodus ohne Topologiewissen in der Konfigurationslogik
• 4.2 Spezieller TSN-Funktionsmodus für Netzwerke mit einem zentralen Kommunikationspunkt (Single-Controller Networks)
• 4.3 Spezieller TSN-Funktionsmodus mit Topologiewissen und Sendereihenfolgeoptimierung für Single-Controller Networks
• 4.4 Ausblick allgemeine TSN-Funktion und -konfiguration für konvergente Netzwerke (inkl. Multi-Controller Networks, kein zentral Kommunikationspunkt)
• 5 Zusammenfassung
• Literatur
• Sichere Benutzerauthentifizierung mit mobilen Endgeräten in industriellen Anwendungen
• 1 Einleitung
• 2 OPC-UA
• 3 Nutzung einer PKI im Zusammenhang mit einem Konfigurationsund Nutzermanagementsystems
• 4 Smartcards als Schlüssel zum Zugriff auf Komponenten eines Netzwerks und ihre Personalisierung
• 5 Benutzerauthentifizierung mit einem mobilen Endgerät und einer Smartcard
• 6 Sicherheitskritische Betrachtung von NFC im Kontext der Applikation
• 7 Zusammenfassung
• Literatur
• A comparative evaluation of security mechanisms in DDS, TLS and DTLS
• 1 Introduction
• 2 IT security requirements in Industrie 4.0
• 3 Fundamentals
• 3.1 DDS Core
• 3.2 DDS Security
• 3.3 TLS and DTLS
• 4 Evaluation
• 5 Conclusion
• References
• Modeling Security Requirements and Controls for an Automated Deployment of Industrial IT Systems
• 1 Introduction
• 2 IEC 62443 Security Standard
• 3 Security extension for OASIS TOSCA
• 4 Model checking
• 5 Prototypical Evaluation in a Realistic Scenario
• 5.1 Use-case scenario: Operation and Monitoring of Automated-Guided Vehicles
• 5.2 Security Requirements Modeling based on IEC 62443.
• 5.3 Security Capabilities Modeling based on IEC 62443.