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OPC UA plus TSN: Grundbausteine des Industrial IoT

Getriggert durch ihre Endkunden sind die Anbieter von Automatisierungstechnik derzeit dabei, die erste Aufgabe in modernen Industrial-IoT-Anwendungen zu lösen: Eine durchgängige Kommunikation basierend auf offenen Standards wie OPC UA und TSN.

OPC goes real time Bildquelle: © B&R Industrie-Elektronik

OPC UA ist eine offene Technologie und bereits heute in vielen Anwendungen im Einsatz. Fast alle Steuerungshersteller bieten OPC UA in ihren Produkten an. Möglich wurde diese weite Verbreitung, da die Kommunikationstechnologie oberhalb der Steuerungsebene keine Differenzierungsmöglichkeit mehr für die einzelnen Hersteller bietet. OPC UA wird gemeinsam unter dem Dach der Nutzerorganisation OPC Foundation von vielen Herstellern verbreitet und weiterentwickelt. Vorteil für den Maschinen- und Anlagenbetreiber ist: Sie begeben sich nicht mehr durch die Wahl einer bestimmten Kommunikationstechnologie in die Abhängigkeiten bestimmter Anbieter.

Wachsende Knotenzahl

Für die Hersteller tun sich auf der anderen Seite neue Optionen der Differenzierung auf: Während bisher durchschnittlich 30 bis 40 Knoten in einem Netzwerk vorhanden waren, werden es in Zukunft 1000 oder mehr Knoten sein.

Die gestiegene Anzahl von Knoten gilt es sauber zu verwalten und auszusteuern. In dieser Herausforderung liegt für die Automatisierungsanbieter die Möglichkeit, dem Kunden einen Mehrwert zu bieten. Software-Tools, die es ermöglichen, große Netzwerke inklusive aller Teilnehmer in kürzester Zeit in Betrieb zu nehmen, werden massiv an Bedeutung gewinnen; sprich Software-Tools, die auch von Technikern ohne tiefergehendes IT-Know-how bedienbar sein sollten.

Es ist aber nicht nur die Anzahl der Knoten, die steigt, sondern auch das Datenvolumen wird sich vervielfachen. Um bei dieser Datenflut weiterhin den Überblick zu behalten, reichen die bisher in der Industrie verwendeten Protokolle nicht mehr aus. An dieser Stelle bietet OPC UA einen klaren Mehrwert. Der große Pluspunkt von OPC UA gegenüber herkömmlichen Feldbus-Protokollen liegt in den Informationsmodellen. Klassische Bussysteme übertragen dimensionslose Daten, also einfache Zahlen ohne Einheiten oder sonstige Informationen. Auf der Steuerung läuft eine Applikation, die weiß, wie diese Daten zu interpretieren sind. Wir sprechen in diesem Zusammenhang von einer semantischen Beschreibung der Daten.

So lange Maschinen unabhängig voneinander arbeiten, ist dieses Vorgehen absolut praktikabel. Doch sobald die Daten zu anderen Einheiten übertragen werden sollen – an andere Maschinen, SCADA-Systeme oder gar ERP-Systeme in der Cloud – geht dieses seman-tische Wissen verloren. Die Daten sind nur mehr dimensionslose Zahlen.