Definition und Bedeutung:
Der Begriff bidirektional (engl. bidirectional) beschreibt in der Kommunikationstechnik und Automatisierung die Fähigkeit eines Systems oder einer Komponente, Daten oder Informationen in beide Richtungen zu übertragen oder zu verarbeiten. Das bedeutet, dass sowohl ein Senden als auch ein Empfangen von Daten über denselben Kanal oder dieselbe Schnittstelle möglich ist.
Im Gegensatz dazu steht die unidirektionale Kommunikation, bei der Daten nur in eine Richtung fließen (z.B. ein einfacher Lichtsensor, der nur „An“ oder „Aus“ meldet, aber keine Informationen empfängt).
Anwendungsbeispiele in der Automatisierung:
Bidirektionale Kommunikation ist in modernen Automatisierungssystemen weit verbreitet und essentiell für deren Funktionalität:
- Feldbusse und Industrial Ethernet: Nahezu alle modernen Feldbussysteme (z.B. PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP) sind bidirektional. Eine SPS kann über den Bus nicht nur Steuersignale an Antriebe oder I/O-Module senden, sondern auch Rückmeldungen von Sensoren empfangen und Diagnosedaten von den Feldgeräten abrufen.
- HMI (Human Machine Interface): Ein HMI-Panel ist bidirektional, da es Prozessdaten von der SPS anzeigt (Empfang) und gleichzeitig Bedieneingaben oder Sollwerte an die SPS sendet (Senden).
- Intelligente Sensoren und Aktoren (z.B. IO-Link): Moderne Sensoren können nicht nur Messwerte liefern, sondern auch Konfigurationsparameter von der Steuerung empfangen oder Diagnosedaten zurücksenden. Aktoren können nicht nur angesteuert werden, sondern auch ihren Status melden.
- Antriebsregler: Servoregler und Frequenzumrichter empfangen Sollwerte für Drehzahl oder Position und senden gleichzeitig Istwerte und Diagnosedaten (z.B. Strom, Temperatur, Fehlercodes) zurück an die Steuerung.
- Software-Schnittstellen (APIs): APIs ermöglichen bidirektionalen Datenaustausch zwischen Softwaremodulen (z.B. SPS und MES, oder MES und ERP).
Vorteile der bidirektionalen Kommunikation:
- Interaktivität und Kontrolle: Ermöglicht eine dynamische Interaktion zwischen Systemkomponenten.
- Transparenz: Der Status von Geräten und Prozessen kann in Echtzeit überwacht werden.
- Diagnose und Wartung: Ferndiagnose und -wartung werden möglich, da Informationen von den Geräten zurück zum Wartungspersonal fließen können.
- Flexibilität: Systeme können intelligenter und adaptiver auf Veränderungen reagieren.
Die bidirektionale Kommunikation ist ein Schlüsselmerkmal der Vernetzung in Industrie 4.0 und des Industrial Internet of Things (IIoT), da sie den durchgängigen Informationsfluss über alle Ebenen hinweg ermöglicht.
→ Siehe auch: Kommunikation, Feldbus, Industrial Ethernet, IO-Link, HMI (Human Machine Interface), SPS
