Zukunftssichere Netzwerktechnik für Industrie 4.0

Studentische Projektleitung:

• Maik Kuhlen (Elektrotechnik im Praxisverbund, B.Sc.)

Projektmitglieder:

• Erik Heeke (Elektrotechnik im Praxisverbund, B.Sc.)
• Justus Tepe (Elektrotechnik im Praxisverbund, B.Sc.)
• Nils Middendorf (Elektrotechnik im Praxisverbund, B.Sc.)

Betreuer:

• Prof. Dr.-Ing. Bernhard Lang
• Rainer Höckmann

In der industriellen Automatisierung spielt die Kommunikation über Feldbusse seit vielen Jahren eine zentrale Rolle. Obwohl serielle Schnittstellen wie RS485 weiterhin weit verbreitet sind, gewinnen Ethernet-basierte Lösungen zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen dieses Projekts wird eine Netzwerkkarte entwickelt, die eine flexible Schnittstelle zwischen klassischen Feldbusprotokollen und moderner Ethernet-Kommunikation ermöglicht.

Ein Schwerpunkt liegt auf der vollständigen hardwareseitigen Umsetzung: Von der Schaltplanerstellung über das Platinenlayout bis hin zur Bestückung wird die gesamte Entwicklung eigenständig durchgeführt. Kernkomponente ist ein FPGA* der Firma Xilinx, der die Datenübertragung und -umwandlung in Echtzeit übernimmt. So können unterschiedliche Feldbusprotokolle effizient verarbeitet und in Ethernet-kompatible Formate überführt werden.

Die Projektarbeit bietet einen umfassenden Einblick in verschiedene Bereiche der Elektrotechnik – angefangen bei der Auswahl geeigneter Bauteile über das Leiterplattendesign bis hin zur Entwicklung und Implementierung der Firmware auf dem FPGA. Ziel ist es, bestehende Industrieanlagen mit modernen Netzwerktechnologien zu verbinden und so deren Einsatzfähigkeit langfristig zu sichern.

* Ein FPGA („Field Programmable Gate Array”) ist ein integrierter Schaltkreis der Digitaltechnik, in den eine logische Schaltung geladen werden kann. Die Bezeichnung kann als „im Feld (also vor Ort) programmierbare Gatter-Anordnung” übersetzt werden.