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Internet of Things: OPC UA - ein Muss für die Industrie (Teil 1)

OPC UA gilt als der neue Kommunikations-Standard für die industrielle Automation. Aber warum braucht es eigentlich eine neue Kommunikationstechnik in der industriellen Automation?

OPC UA verändert die Automation Bildquelle: © Bild: Computer&AUTOMATION, Quellen: Kuka, Fotolia/Jürgen Sieg, sdecoret

OPC UA ist der neue Informations- und Kommunikations-Standard (IKT) für die industrielle Automation. Daran besteht seit der SPS IPC Drives 2018 kein Zweifel mehr: Über 20 der weltweit führenden Automatisierungsanbieter haben sich dort im Rahmen der Field-Level-Communication-Initiative (FLC) der OPC Foundation aktiv zu OPC UA und TSN bekannt. Nach vier Jahren intensiven Verhandelns aller namhaften globalen Automatisierungs-Anbieter, beginnt jetzt die Umsetzungsphase. OPC UA muss nun fit gemacht werden für die industrielle Automation – und zwar vom Sensor und Aktor auf der Feldebene bis hinauf zur Cloud. Technologiebrüche in der Automatisierungspyramide sollen schon bald der Vergangenheit angehören. 

Aber warum ist eigentlich eine neue IKT in der industriellen Automation dringend vonnöten? Die herkömmlichen Feldbusse haben doch über 40 Jahre lang ihre Arbeit gemacht. 

Nachteile heutiger Automation

Ein großer Nachteil ist die Vielzahl der existierenden, nicht interoperablen Feldbusse und die Technologiebrüche beim Übergang von einer Ebene der Automatisierungspyramide zur nächsten. Jeder Gerätehersteller muss die Anschaltung und das Engineering jedes seiner Produkte an mehr als zehn unterschiedliche Feldbusse entwickeln und pflegen – ein betriebs- und volkswirtschaftlicher Super-GAU.

Dabei haben alle diese Feldbusse nur rudimentäre Möglichkeiten der semantischen Modellierung. Die einfache Abbildung von Daten und Gerätefunktionen auf Bits und Bytes der unterschiedlichen Feldbusse in Geräteprofilen ist das höchste der Gefühle. Leistungsfähige, objektorientierte Möglichkeiten zur semantischen Selbstbeschreibung von komplexen Maschinen und Komponenten wie etwa Vererbung oder direkte Funktionsaufrufe sind bei den herkömmlichen Feldbussen Fehlanzeige. 

Im Laufe der Jahre sind automatisierte Maschinen, wie Werkzeug, Spritzgussmaschinen, Roboter beziehungsweise die Steuerungen für die Prozesse, welche die Roboterarme tragen, immer leistungs­fähiger geworden. Viel von deren Leis-tungsfähigkeit lässt sich allerdings gar nicht nutzen, da die Zusammenarbeit der einzelnen Netzwerk-Knoten durch das Nadelöhr Feldbus-Kommunikation eingeschränkt ist.

Ein weiterer Bremsklotz ist der Zwang zur Dezentralisierung und zum komponentenzentrierten Denken. Lösungen, wie eine modulare Zelle, umfassen immer eine Vielzahl von Automatisierungskomponenten. Diese müssen jede einzeln für sich konfiguriert und programmiert werden – meist mit unterschiedlichen Engineering-Tools unterschiedlicher Hersteller.