In 2016 bildete sich der Firmenverbund der Shaper. Ziel der Firmen war, TNS plus OPC UA als ‚den‘ Kommunikations-Standard - vom Sensor bis zur Cloud – zu etablieren. Nachdem nun die Entscheidung gefallen ist, dass die notwendigen Arbeiten hierfür bei der OPC Foundation angesiedelt werden, löst sich der Firmenverbund wieder auf. Was aber können diese Firmen – die sich seit Jahren für diesen Lösungsansatz stark machen  – auf der diesjährigen SPS IPC Drives schon an TSN- plus OPC-UA-Exponaten zeigen?  Welche technologische Roadmap werden sie im einzelnen weiterverfolgen. Computer&AUTOMATION fragte bei einigen der Firmen nach.

Antworten von Oliver Kleineberg, Belden

Oliver Kleineberg, Global CTO bei Belden

© Belden

Es antwortet Oliver Kleineberg, Global CTO bei Belden.

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?

Oliver Kleineberg: Für einen Infrastrukturanbieter wie Hirschmann ist die Antwort ganz klar zweigeteilt. Sprich: TSN und OPC UA betrachten wir als einzelne Lösungskomponenten. TSN treiben wir seit 2010 aktiv in der IEEE 802 als einer der ganz frühen Pioniere und haben wesentlich zu dessen Spezifikationen beigetragen. Als Hersteller von Industrial Ethernet Switchen ist uns daran gelegen, das offene Kommunikationsmechanismen verwendet werden und TSN schließt hier eine wesentliche, bislang vorhandene Lücke im Bereich offener, echtzeitfähiger Ethernet-Kommunikation.

OPC UA betrifft in erster Linie die Endgerätehersteller, hat aber auch Auswirkungen auf das Switch Management. Wir werden OPC UA über TSN in vollem Umfang unterstützen. Wir werden aber auch sicherstellen, dass wir allen Anwendern ermöglichen, mit unseren Infrastrukturgeräten bestehende Industrial-Ethernet-Netze mit TSN-Netzwerken zu verbinden und langfristig eine Migration zu ermöglichen

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor? 

Oliver Kleineberg: Auf der SPS IPC Drives 2018 zeigen wir eine Reihe von TSN-Neuheiten: Den weltweit ersten Industrial Ethernet Switch Octopus II mit TSN und IP67-Schutzklasse sowie unseren neuen TSN-fähigen, kompakten Switch für die Hutschiene, den Bobcat. 

Mit dem bereits bekannten TSN-fähigen RSPE und dem Octopus II zeigen wir in einer Demo zusammen mit Steuerungen von National Instruments, wie die automatische Netzkonfiguration mit TSN in Zukunft funktioniert und Ressourcen für TSN-Kommunikationsströme bedarfsgerecht provisioniert werden können. Die Konfiguration von TSN kann dabei live auf einer grafischen Instrumententafel beobachtet werden.

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Oliver Kleineberg: TSN und OPC UA ist fest in unsere langfristige Produkt-Roadmap integriert. Bei neuen Produkten werden wir darauf achten, zunehmend TSN-fähige Switching Chips zu verwenden. Der Bobcat Switch als Nachfolger der bekannten Hirschmann Railswitch Familie macht hierbei den Anfang. Teilweise werden wir auch mit FPGAs arbeiten, in denen unsere selbst entwickelte TSN-Logik arbeitet. 

Unsere Netzmanagement-Lösungen werden Schritt für Schritt mit umfassenden Features für die TSN-Konfiguration und -Überwachung ausgestattet, denn TSN wird in großen Netzwerken und Anlagen erst mit den richtigen Werkzeugen vollständig nutzbar.

Antworten von Thomas Brand, Bosch Rexroth

Thomas Brand von Bosch Rexroth

© Bosch Rexroth

Es antwortet Thomas Brand, Product Owner Communication Solutions bei Bosch Rexroth.

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?

Thomas Brand: Bosch Rexroth hat sich von Beginn an – also seit 2016 – im TSN Testbed des Industrial Internet Consortium (IIC) und in einer Interessengemeinschaft zu OPC UA und TSN mit anderen Anbietern engagiert. Wir freuen uns darüber, dass wir nun OPC UA plus TSN als zukünftige Lösung auch für die Feldebene in der OPC  Foundation ausarbeiten können. Für eine weitere TSN-basierte Lösung sehen wir keinen Bedarf, zumal wir uns nun mit anderen Automatisierungsanbietern auf ein gemeinsames Set von Applikationsprofilen inklusive Motion und Safety verständigt haben. Damit ist die Grundlage für Interoperabilität geschaffen, die nun im Detail in der OPC Foundation detailliert und ausgestaltet werden muss. Das Ziel muss dabei sein, einfache, schnelle und zukunftssichere Konnektivität als optimale Lösung für den Maschinenbau und die Endkunden herstellerübergreifend zu harmonisieren. Bis sich OPC UA plus TSN in Verbindung mit dem gemeinsamen Applikationsprofil auf dem Markt durchgesetzt hat, werden wir weiterhin Multi-Ethernet-Connectivity in unseren Produkten unterstützen.

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor? 

Thomas Brand: Alle Rexroth-Steuerungen, die wir auf unserem Messestand präsentieren, sind in der Serie mit OPC UA Client/Server ausgerüstet. Bosch Rexroth zeigt, dass bereits heute die Weichen für die Fabrik der Zukunft gestellt sind: Mit vernetzbaren Systemlösungen und Komponenten, offenen Standards sowie intelligenten Softwarelösungen für Maschinenhersteller und Endanwender. 
Einen Prototyp zu OPC UA und TSN präsentieren wir in den TSN-Demonstratoren des IIC in Halle 6, Stand 360, und der OPC Foundation in Halle 5, Stand 347. Wie TSN mit Sercos zusammenspielt, zeigt Sercos International in Halle 5, Stand 130.

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Thomas Brand:Das Publisher-Subscriber-Prinzip ist die Voraussetzung für echtzeitfähige, zyklische Kommunikation mit OPC UA und TSN. Pub-Sub werden wir im nächsten Jahr in unsere Produkte integrieren. Darauf aufbauend werden wir OPC UA over TSN vor der Einführung auf der Feldebene für die Kommunikation zwischen Steuerungen anbieten.

Antworten von Stefan Bina, B&R

Stefan Bina von B&R Industrie-Elektronik

© B&R Industrie-Elektronik

Es antwortet Stefan Bina, Product Manager Industrial IoT Network Solutions bei B&R Industrie-Elektronik.

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?

Stefan Bina: Die Grundsatzentscheidung für OPC UA und TSN ist bei B&R bereits 2015 final gefallen. Damals haben wir auch erste Gespräche mit möglichen Technologiepartnern geführt und eine interne Entwicklungsroadmap aufgestellt, die wir seitdem verfolgen. Für uns ist OPC UA TSN als das Protokoll für die industrielle Kommunikation im Industrial IoT gesetzt. Ein Plan B ist aus unserer Sicht nicht notwendig. 

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor? 

Stefan Bina: Wir präsentieren unseren OPC-UA-TSN-Buscontroller. Einen frühen Prototypen dieses Feldgerätes gab es bereits im letzten Jahr zu sehen. Mittlerweile handelt es sich um ein seriennahes Gerät das auch bereits in Pilot-Applikationen getestet wird. Zudem sind wir an diversen Testbeds beteiligt. Auch auf dem EPSG-Stand wird dazu etwas gezeigt: Es werden Antriebe in fünf getrennten Powerlink-Netzwerken über ein gemeinsames OPC-UA-TSN-Netzwerk in harter Echtzeit synchronisiert.

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Stefan Bina: Wir werden OPC UA TSN sukzessive in unser System integrieren. Beginnend mit dem Buscontroller geht es über Steuerungen und Industrie-PCs bis hin zu Antrieben und Safety. Aufgrund der Companion Specification für OPC UA und Powerlink wird es übrigens problemlos möglich sein, Geräte mit Powerlink und OPC UA TSN in einem gemeinsamen Echtzeit-Netzwerk zu kombinieren.

Antworten von Sebastian Hilscher, Hilscher

Sebastian Hilscher von Hilscher

© Hilscher Gesellschaft für Systemautomation

Es antwortet Sebastian Hilscher, Division Manager Development bei Hilscher. 

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?
Sebastian Hilscher: Vor circa eineinhalb Jahren sind wir von den Shapern auf ihre Initiative angesprochen worden. Seitdem sind wir ein Mitglied dieser Gruppe. Wir als Hilscher sind Technologie-Lieferant für Industrielle Kommunikationstechnik, wir sehen OPC UA TSN als einen vielversprechenden Kandidaten für die Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud. Jedoch können wir uns nicht auf einen einzigen Standard festlegen, sondern werden den breiten Markt an Lösungen abdecken. Daher werden wir neben OPC UA auf TSN auch andere TSN-Lösungen unterstützen, ebenso wie bestehende Feldbus- und Real-Time-Ethernet-Standards.

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor? 

Sebastian Hilscher: Wir stellen einige Neuerungen im Bereich OPC UA vor. So sind wir einer der ersten Firmen die eine erste Version der IO-Link- sowie Profinet-Companion-Spezifikation live zeigen werden. Im Bereich TSN sind wir schon seit längerem in den Testbeds des LNI4.0 und IIC unterwegs. Zu dieser Messe haben wir in unseren netX SoCs den IEEE-802.1Qbu-Standard implementiert. Dank unserer flexiblen Kommunikationseinheit, die bereits heute Profinet IRT, Ethercat Device und Ethernet/IP mit DLR unterstützt, können wir diese recht einfach auf TSN ausweiten. So sind wir in den Testbeds mit unserem netX 52 vertreten der schon zu hunderttausenden im Markt eingesetzt wird.

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Sebastian Hilscher: Aktuell sind wir mit unserer Technologie auf 100 Mbit beschränkt, was für E/As, Sensoren und Drives ausreicht und vermutlich auch noch lange aufgrund der geringeren Verlustleistung im Feld eingesetzt wird. Allerdings sehen wir mit TSN auch den Trend in Richtung Gigabit Ethernet, auch wir als Hilscher stellen uns der Herausforderung und werden in Zukunft eine Lösung vorstellen.

Antworten von Martin Müller, Phoenix Contact

Martin Müller von Phoenix Contact

© Phoenix Contact

Es antwortet Martin Müller, Vice President der Business Unit I/O and Networks bei Phoenix Contact.

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?

Martin Müller: Für uns gab es nicht den einzelnen Tag, auf den alles zulief und an dem bei uns im Haus eine Entscheidung für TSN plus OPC UA gefallen ist. Phoenix Contact engagiert sich bereits seit vielen Jahren aktiv in den unterschiedlichen nationalen und internationalen Standardisierungsgremien. Insofern war uns schon relativ früh klar, dass hier Technologien spezifiziert werden, die zusammengenommen das Potenzial haben, sämtliche Anforderungen an die industrielle Kommunikation zu erfüllen und so die Zukunft der Automation nachhaltig zu verändern. Deshalb hat Phoenix Contact frühzeitig damit begonnen, dafür zu werben, dass wir gemeinsam einen einheitlichen internationalen Standard entwickeln und nicht wieder in jeder Feldbus-Organisation eine spezifische Lösung. Wir hoffen, dass auf Basis dieser neuen Technologien ein weiterer ‚Feldbuskrieg‘ vermieden wird. Heute stehen die Chancen dafür so gut wie nie zuvor! Außerdem bekommen wir neben OPC UA plus TSN auch noch mit 5G eine Lösung für die drahtlose Übertragungstechnik sowie mit Single-Pair-Ethernet-Technologien – kurz SPE – respektive Advanced-Physical-Layer-Technologien – kurz APL – zur Anbindung einfacher Feldgeräte beziehungsweise der Prozesstechnik. Deswegen sind wir der Meinung, dass wir keinen Plan B benötigen.

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor? 

Martin Müller: Da sich die Technologien derzeit in der Spezifikationsphase befinden, ist es noch nicht möglich fertige Produkte dazu zu zeigen. Nichtsdestotrotz werden wir im Rahmen einer Technologiepräsentation das Gespräch mit unseren Kunden suchen und dabei deren Anforderungen an Technologie, Produkte und den Zeitplan weiter diskutieren.

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Martin Müller: Phoenix Contact wird 2019 parallel zu den Spezifikationsarbeiten in den Arbeitsgruppen der OPC Foundation prototypisch Geräte aufbauen und zusammen mit Geräten anderer Partner Systemtests in den Testbeds durchführen. Erste Seriengeräte planen wir für 2020. Hier macht es keinen Sinn, möglichst schnell proprietäre Produkte zu haben, die nur im eigenen System laufen. Der Fokus muss immer auf Multi-Vendor-Lösungen liegen. 

Antworten von Georg Kroiss, TTTech Computertechnik

Georg Kroiss von TTTech Computertechnik

© TTTech Computertechnik

Es antwortet Georg Kroiss, Business Development Industrial bei TTTech Computertechnik.

Wann fiel in Ihrem Unternehmen die Entscheidung, dass Sie auf TSN plus OPC UA setzen werden? Werden Sie sich zu dieser technologischen Lösung parallel eine Türe offen halten?

Georg Kroiss: TTTech war eines der ersten Unternehmen, das sich – nicht nur in der Produktentwicklung sondern auch öffentlich – massiv für OPC UA over TSN eingesetzt hat. So hat TTTech bereits auf der SPS IPC Drives 2016 gemeinsam mit einer ganzen Gruppe von namhaften Herstellern per Pressekonferenz auf die Chancen der Vereinheitlichung per OPC UA TSN aufmerksam gemacht. Den ersten – noch pre-Standard – TSN-Chip mit TTTech-IP hat übrigens NXP schon 2015 auf den Markt gebracht.

Als Technologie-Lieferant unterstützen wir grundsätzlich jeden Kunden, der von TSN profitieren will, unabhängig davon, auf welche Applikationsschichten er setzt. Das Potenzial der Kombination von TSN mit OPC UA PubSub ist aber klar, daher investieren wir weiterhin insbesondere in die Integration dieser beiden Technologien. 

Was stellen Sie auf der SPS IPC Drives 2018 zu dem Thema nun schon vor?

Georg Kroiss: Wir zeigen unsere TSN Lösung, die sich sowohl für FPGA- als auch für die ASIC-Integration eignet. Weil der praktische Einsatz von TSN mehr als ausschließlich Chip-IP erfordert, bieten wir eine Gesamtlösung bestehend aus IP Core, Embedded Software, Entwicklungshardware und dem weltweit ersten, herstellerunabhängigen TSN-Konfigurationswerkzeug an. Im praktischen Einsatz kann man unsere Lösung unter anderem bei Intel in Halle 5, Stand 350, oder bei B&R in Halle 7, Stand 206, sehen, aber auch wir selbst zeigen natürlich eine Anwendung. 

Wie sieht Ihre Roadmap diesbezüglich für die nächsten Jahre aus?

Georg Kroiss: Namhafte Chip-Hersteller setzen bereits auf unsere TSN-Lösung, weitere werden 2019 folgen. Unsere Kunden aus dem Kreis der Automatisierer und Komponentenhersteller können schon heute auch eine prototypische OPC UA over TSN Implementierung nützen. Diese werden wir 2019 als Produkt releasen und unsere bestehende TSN-Lösung inklusive Konfigurationstools laufend optimieren und erweitern. Daneben integrieren wir OPC UA over TSN auch tief in unsere Edge/Fog-Computing-Plattform, denn gerade dort ist eine deterministische Infrastruktur für anspruchsvolle Aufgaben unverzichtbar.