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

Bibliographic Details
Main Author: Jasperneite, Jürgen.
Other Authors: Lohweg, Volker.
Format: eBook
Language:German
Published: Berlin, Heidelberg : Springer Berlin / Heidelberg, 2020.
Edition:1st ed.
Series:Technologien Für Die Intelligente Automation Series
Subjects:
Electronic books.
Online Access:Click to View
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.

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