Die OPC Foundation gewinnt immer noch an Popularität. Zum 24. April weist die Organisation 602 Mitgliedsfirmen aus – Tendenz steigend. Bei der Verkündigung an Neuheiten kommt Stefan Hoppe schnell zu einem der wichtigsten realisierten Themen: So hat die OPC Foundation im Februar den Teil 14 des OPC-UA-Standards freigegeben: bekannt als Publish-Subscribe oder kurz ‚PubSub‘. Die Spezifikation erweitert den Einsatzbereich von OPC UA um vielfältige weitergehende Anwendungsfälle bis in die unterste Feldebene.

Stefan Hoppe: "Die neue PubSub-Erweiterung hebt das OPC-UA-Eco-System auf eine neue Stufe."

© Computer & AUTOMATION

Neben dem bestehenden Request/Response-Verfahren, das eine ‚stehende‘ Verbindung zwischen OPC Client (Datenkonsumenten) und OPC Server (Datenanbieter) voraussetzt, wird es zukünftig einen weiteren Kommunikationsmechanismus nach dem Publish-Subscribe-Prinzip geben. Damit wird OPC UA in weiteren Anwendungsbereichen einsetzbar. Beispielsweise senden in Sensornetzen und Cloud-Anwendungen typischerweise sehr viele Geräte ihre Daten an einen Empfänger (many-to-one). Bei dem Publish-Subscribe-Verfahren sendet ein Publisher (OPC Server) seine Daten verbindungslos ins Netzwerk und viele Subscriber (Clients) können diese Daten empfangen, ohne dass eine ressourcenintensive Verbindung bestehen muss. Im Industriellen Internet der Dinge (IIoT) und ebenso in Anwendungen im Bereich Industrie 4.0 kann die Kommunikation über Broker in der Cloud realisiert werden. Hierbei können viele hundert oder gar tausende Geräte Informationen publizieren und Subscriber erhalten die Nachrichten vom Broker in der Cloud. Dabei kommen Standardprotokolle wie beispielsweise AMQP und MQTT zum Einsatz. Neben einer Sensor- oder Cloud-Anbindung in einem Many-to-one-Szenario bringt die verbindungslose Pub/Sub-Kommunikation weitere Vorteile mit sich. In einer lokalen Kommunikation zwischen untereinander bekannten Teilnehmern, wie beispielsweise Industriesteuerungen, müssen oftmals nur geringe Datenmengen übertragen werden. In vielen Fällen sind hierbei Antwortzeiten zu garantieren und somit deterministische Echtzeit-Anforderungen zu erfüllen. Dafür soll die Pub/Sub-Kommunikation mit den neuen Erweiterungen von Ethernet für Time Sensitive Networks (TSN) kombiniert werden. Über TSN-fähige Netzwerk-Komponenten (Switches) ist dann eine Echtzeit-Kommunikation zwischen Steuerungen verschiedener Hersteller möglich. 

Erste PubSub-Implementierungen konnten laut Stefan Hoppe in 8-Bit-Controllern mit nur 2 kByte SRAM realisiert werden. 

Euromap 77

Den Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen und Leitrechner beziehungsweise MES regeln – das ist Ziel des nun veröffentlichten Standards Euromap 77. Konkret ist mit Euromap 77 der erste OPC-UA-basierte Standard für digitale Schnittstellen im Bereich Kunststoff- und Gummimaschinen verfügbar. Euromap 77 wurde am 4. Mai veröffentlicht und steht unter http://www.euromap.org zum Download bereit.

Um die Produktionseffizienz zu steigern, setzen immer mehr Kunststoffverarbeiter weltweit auf die digitale Vernetzung von Maschinen und Komponenten. In den meisten Produktionsanlagen wird Equipment unterschiedlicher Hersteller eingesetzt. Kann der Verarbeiter bei der Vernetzung auf standardisierte Schnittstellen zurückgreifen, entfällt der hohe Konfigurationsaufwand beim Anpassen individueller Lösungen. Euromap, das Europäische Komitee der Hersteller von Kunststoff- und Gummimaschinen, entwickelt diese Standards für die herstellerübergreifende Kommunikation auf der Basis von OPC UA. OPC UA erlaubt die Kommunikation zwischen agierenden und erfassenden Systemen und ist damit ein wichtiger Bestandteil von Industrie 4.0“, bestätigt Jonas Schwarz, Product- and Technology-Manager bei Krauss Maffei. 

Der Standard Euromap 77 bietet im Vergleich zum Vorgänger Euromap 63 ein erweitertes Spektrum an Funktionalitäten. Mit Euromap 77 können Maschinen unterschiedlicher Hersteller mit deutlich reduziertem Aufwand vernetzt werden, zum Beispiel für das Monitoring, die Prozessdatenerfassung oder das Jobmanagement. Prototypische Implementierungen des Release Candidate liegen seit Frühjahr 2018 vor: Der Standard wurde während zweier Plugfeste von den an der Entwicklung beteiligten Unternehmen getestet. 
 

Companion Specs für Antriebe

Der VDMA arbeitet derzeit mit Hochdruck an Companion Specifications, sogenannten Informationsmodellen über Produkte und deren Fähigkeiten. Jüngste Aktivität diesbezüglich: Der Arbeitskreis Industry 4.0/OPC UA Drive Technologie startete am 17. April die Erarbeitung von OPC UA Companion Specifications für die Antriebstechnik. Als Grundlage dient hierzu die Kommunikationsarchitektur OPC UA. Als essenzieller Bestandteil vieler Maschinen und Anlagen bestimmen Antriebe in vielfältiger Weise deren Kosten, Energie-Effizienz und Optimierungspotenziale. Für Industrie-4.0-Anwendungen und -Prozesse bilden intelligente Antriebskomponenten einen aktiven Teil und sind somit Grundlage für vernetze Services und Geschäftsmodelle der Zukunft.

Aus diesem Grund hat sich der neue VDMA-Arbeitskreis Industry 4.0 / OPC UA Drive Technology die Erarbeitung von herstellerübergreifenden OPC UA Companion Specifications für das Antriebssystem – inklusive der Übertragungselemente – als Aufgabe vorgenommen. Um sich hierbei mit bestehenden, relevanten Aktivitäten zu verzahnen, steht der Arbeitskreis in enger Abstimmung mit branchenspezifischen OPC-UA-Gremien. Als wichtiger zusätzlicher Schritt ist seitens des Arbeitskreises der Zusammenschluss als Joint Working Group mit der OPC Foundation vor­gesehen.