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Aktuelles aus der Kommunikation

Bussystem, Ethernet, Profibus, Modbus, RFID, Internet of things, Industrie 4.0

pepperl0316Expertenwissen

Dr. Jörg Nagel, Senior Expert Industrie 4.0 – Industrial Internet Solutions bei Pepperl+Fuchs

OPC UA ist ein Nachfolgeprotokoll, das viel tiefer ansetzt und Funktionalitäten bietet, die OPC classic noch nicht in sich barg. Beispielsweise ist OPC UA plattformunabhängig. Der entscheidende Vorteil, der OPC UA für die Realisierung einer Kommunikation im Sinne der Industrie 4.0 sehr interessant macht, stellt jedoch das universelle Datenmodell dar.

Was bei OPC Classic noch durch den Anwendungsentwickler festgelegt wurde ist nun herstellerunabhängig einheitlich. Durch die serviceorientierte Architektur von OPC UA können beliebige Informationstechnische Systeme auf Datenquellen im Feld zugreifen. Für die Integration müssen damit keine speziellen Kommunikationspfade gepflegt werden; ein einfacher Netzwerkzugriff genügt. Ein Gerät mit einem OPC UA Server kann somit leicht in bestehende Systeme integriert werden.

Standardisiertes Kommunikationsprotokoll für Industrie 4.0

OPC UA kann mehr, als nur Daten von A nach B zu transferieren. Die eigentliche Transportschicht wird durch ein semantisches Datenmodell ergänzt, was eine semantische Interoperabilität zwischen allen Kommunikationspartnern ermöglicht. Von der Feldebene, beispielsweise von intelligenten Sensoren, werden nicht nur die eigentlichen Messwerte in Form von Prozessdaten weitergegeben, sondern auch Informationen über Form, Bedeutung, Zusammenhänge und Strukturen der Daten. Aus der IT-Ebene kann durch OPC UA direkt auf die Sensoren zugegriffen werden. Die einfache Interpretation der Daten wird durch eine Art „Selbstauskunft“ des Sensors, in der seine Fähigkeiten enthalten sind, gewährleistet.

Entwicklung zum globalen Protokoll

Ich denke, es wird noch ein wenig dauern, bis sich global wirklich alle Beteiligten auf ein Protokoll einigen, mit dem beispielsweise auch eine Anbindung an Cloudlösungen möglich wird. Derzeit befindet sich ein Publish-/Subscribe-Mechanismus, wie er bei nachrichtenbasierten Systemen üblich ist, in der Entwicklung für OPC UA. Des Weiteren eignet sich OPC UA noch nicht für harte Echtzeitanwendungen, da durch das zugrundeliegende TCP/IP eine Determiniertheit nicht gegeben ist. Konzepte, die Transportschicht entsprechend zu erweitern, beispielsweise durch TSN (Time-Sensitive Networking), existieren bereits.

Es ist zu erwarten, dass derartige Erweiterungen in nächster Zeit ihren Weg in die Standardisierung von OPC UA finden. Ein universelles Protokoll ist gerade im Hinblick auf eine weltweite Vernetzung unbedingt erforderlich – sonst werden sich Produktionsprozesse immer nur in Unternehmens- und Länderstrukturen verständigen können. Mit seinem standardisierten Datenmodell ist OPC UA im Rennen um den ersten Platz durchaus gut aufgestellt. Den derzeitigen Vorsprung sollten wir nutzen, um OPC UA als Kommunikationsprotokoll zu etablieren, durch das sich jedes Element mit allen anderen verständigen kann. Denn genau dies ist letztlich die Voraussetzung für Industrie 4.0.
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