Die Anbindung von Identifikationsgeräten war von der OPC Foundation zunächst nicht im OPC-UA-Protokoll abgebildet. Daher hat sich der Verband für Automatische Identifikation, Datenerfassung und Mobile Datenkommunikation (AIM) im Jahr 2014 entschieden, diese Lücke zu schließen und eine OPC-UA-Klassifizierung für Identifikationssysteme zu entwickeln. Das Protokoll sollte die Übertragung von Daten und Standardbefehlen zwischen RFID-Schreibleseköpfen (OPC-UA-Servern) und Steuerungen oder PCs (OPC-UA-Clients) standardisieren. Mittels dieser Klassifizierung lassen sich RFID-Systeme oder andere Identifikationssysteme wie Barcode-Reader künftig an Steuerungen oder andere OPC-UA-Clients anbinden. Der Anwendernutzen: Hat er ein RFID-Interface an seine Steuerung angebunden, das seine Daten gemäß dieser OPC-UA-Klassifizierung übermittelt, kann er das RFID-Interface einfach durch das Interface eines anderen Hersteller ersetzen, ohne Änderungen an seiner Steuerung oder seinem Industrie-PC vorzunehmen.

Wurde auf der Hannover Messe 2015 noch ein Prototyp der Klassifizierung präsentiert, erschien in diesem Jahr bereits die finale Version 1.00. Die Klassifizierung bildet die wichtigsten und allgemeinen Befehle zur Kommunikation mit RFID-Schreibleseköpfen ab, unter anderem Befehle wie die Identifikation eines Geräts und das Lesen oder Beschreiben eines Datenträgers. Neben der Auswertung von Prozessdaten umfasst die Klassifizierung auch Standardparameter der Identifikations­geräte. Für spezifische Befehle wurde ein Datenbereich im Protokoll reserviert, der die Funktion der allgemeingültigen Standard­befehle nicht tangiert.

OPC UA für RFID-Reader von Turck

Proprietäre Schnitt­stellen zwischen SPS und RFID-Reader, wie sie bislang üblich waren (grau gestrichelt), sind mit OPC UA überflüssig.

© Turck

Um Anwender möglichst schnell RFID-Produkte mit der standardisierten OPC-UA-Klassifizierung anbieten zu können, hat Turck mit dem Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA) eine definierte Schnittstelle entwickelt, die die Turck-RFID-Sprache für die OPC-UA-Klassifizierung übersetzt. Da das Fraunhofer IOSB-INA durch ein früheres Projekt, bei dem ein OPC-UA-Nano-Server auf einem Sensor integriert wurde, bereits Erfahrung mit OPC UA hatte, konnten die Hardware-Anforderungen, die ein OPC-UA-RFID-Interface erfüllen muss, schnell abgeleitet werden. Turck hat die Hardware künftiger RFID-Interfaces dementsprechend festgelegt: Kern der Geräte wird ein Texas Instruments ARM-Cortex-A8-Prozessor mit bis zu 700 MHz Taktrate sein. Der Arbeitsspeicher des System benötigt 256 Mbyte, als Betriebssystem ist Linux OS vorgehsehen.

Die Schnittstelle wird nicht direkt auf den Schreibleseköpfen integriert, sondern dem modularen Konzept des RFID-Systems ‚BL ident‘ entsprechend in den RFID-Interfaces integriert – das heißt, auf den I/O-Komponenten, an denen die RFID-Schreibleseköpfe angeschlossen werden. Anwender werden also auch künftig Sensoren und Aktoren parallel zu RFID-Schreibleseköpfen anschließen; Triggersignale lassen sich weiterhin am selben Interface beziehungsweise I/O-Modul neben den Readern anbinden.

Auf dem letzten Meter vom RFID-Interface bis zum Reader wird weiterhin eine proprietäre Sprache gesprochen. Dennoch ist die Kommunikation für den Anwender durchgängig transparent. Die RFID-Geräte der Hersteller, die die OPC-UA-Klassifizierung integrieren, werden einheitlich von OPC-Clients aus parametriert. Die Initialisierung der RFID-Reader erfolgt automatisch nach dem Anschluss an einen OPC-UA-Client. In der Folge können Anwender die Reader über eine SPS oder einen PC konfigurieren. Auch das Browsen eines OPC-UA-Servers (RFID-Interface) über den OPC-UA-Client ist damit möglich. Da OPC-UA daneben über eine Schnittstelle zu SAP verfügt, ist zudem die Anbindung an ERP- und MES-Systeme ohne aufwendige Programmierung möglich.

Autor:
Bernd Wieseler leitet das Produktmanagement RFID-Systeme bei Turck in Mülheim.