Automation 22. Mai 2015 Hans Schürmann

Gemeinsames Format für die Automation

Der offene Standard „OPC UA“ für die Verknüpfung von Maschinen und Anlagen in der Fabrik der Zukunft kann sich international durchsetzen. Davon ist Miriam Schleipen, promovierte Informatikerin vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) in Karlsruhe überzeugt. Sie sagt, welche Chancen sich dadurch für die vernetzte Fabrik ergeben.

Neue, intelligente Kommunikationssysteme revolutionieren die Industrie!
Foto: icetray

VDI nachrichten: Frau Schleipen, Sie sind zuversichtlich, dass sich OPC Unified Architecture als Kommunikationsstandard international durchsetzen wird. Was stimmt Sie optimistisch?

Schleipen: Es spricht viel für OPC UA. Der offene Standard basiert auf einer serviceorientierten Architektur, mit der Daten und Informationen sicher, verlässlich und herstellerunabhängig ausgetauscht werden können. Mithilfe des Standards lassen sich alle existierenden IT-Umgebungen miteinander verbinden. OPC UA lässt sich sowohl in Steuerungen, Antriebe, Gateways und Bedienpanels einbetten als auch in MES- oder ERP-Systeme.

Dafür stehen OPC UA und Automation ML

OPC steht für „Object linking and embedding for Process Control“. Das Datenformat für die Automatisierungstechnik basiert auf dem Betriebssystem Windows.

Mit der OPC Unified Architecture (OPC-UA) können inzwischen Maschinendaten nicht nur übertragen, sondern auch semantisch von Maschinen verarbeitet werden.

Automation ML liefert dagegen ein einheitliches Modell für die Anlagenplanung. Beide Formate ergänzen sich.
Das Kommunikationssystem ist einfach skalierbar und kann plattformunabhängig je nach Bedarf eingesetzt werden – von der Sensor- und Feldebene bis zum Leitsystem und bis in die Produktionsplanungssysteme. Diese Vorteile überzeugen sowohl die Hersteller von Automatisierungssystemen als auch deren Anwender.

Es gibt aber Konkurrenz durch andere Kommunikationsschnittstellen.

Das stimmt, vor allem in den USA. Auch das Industrial Internet Consortium (IIC), das im vergangenen Jahr von AT & T, Cisco, GE, IBM und Intel gegründet wurde, beschäftigt sich mit Interoperabilitätsstandards und deren Nutzung. Aber auch in der internationalen Standardisierung (IEC) wird OPC UA von verschiedenen Nationen voran getrieben.

Die beteiligten Unternehmen schätzen ebenfalls die vielfältigen Möglichkeiten, die der offene Kommunikationsstandard bietet. Wegen der Offenheit und Durchgängigkeit wird OPC UA auch hier als ein wichtiger Baustein für die Realisierung von Industrie 4.0 gesehen. Daher sind die Chancen groß, dass OPC UA eines Tages weltweit als Kommunikationsschnittstelle zur unternehmensübergreifenden Verknüpfung und Steuerung von Maschinen und Anlagen genutzt wird.

Inwieweit ist das noch Zukunftsmusik?

Die OPC-Technologie als solche gibt es schon seit rund 20 Jahren. Sie hat sich über die Jahre zum Industriestandard für den Austausch von Echtzeitdaten, das Überwachen von Ereignissen und den Zugriff auf historische Daten entwickelt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass der ursprüngliche OPC-Ansatz einige Schwachstellen hatte. Diese hat die OPC Foundation mit OPC UA allerdings beseitigt und um wesentliche Eigenschaften wie Plattformunabhängigkeit, Skalierbarkeit, Sicherheit, Hochverfügbarkeit oder Internetfähigkeit erweitert.

Wenn heute eine neue Produktion aufgebaut wird, dann sind die Produkte der Hersteller, die OPC unterstützen, mit der neuen Variante ausgerüstet, sodass die Kommunikationsschnittstelle inzwischen in vielen Anwendungen in der Praxis eingesetzt wird.

Ihr Institut arbeite darüber hinaus mit dem Datenformat Automation ML. Ist das eine Konkurrenz für OPC UA?

Das werde ich häufig gefragt. Nein, die Technologien stehen nicht im Wettstreit, sondern sie ergänzen einander. Während OPC UA organisiert, wie Kommunikation in der Fabrik erfolgen soll, ist Automation ML ein Informationsmodell und kümmert sich darum, welche Inhalte übertragen werden sollen. Beide Technologien können miteinander kombiniert werden. Ich leite die gemeinsame Arbeitsgruppe der OPC Foundation und des Automation ML e. V., die seit Anfang 2014 Anwendern zeigt, welche Vorteile das hat und wie das funktioniert.

Welche Vorteile hat die Kombination in der Praxis?

Ein Beispiel ist die Kommunikation und Operationalisierung des Engineering-Beschreibungsformats AutomationML durch die Integration in ein OPC UA Informationsmodell. Dadurch können OPC-UA-Server-Informationsmodelle basierend auf AutomationML aufgebaut werden und die Semantik, die in AutomationML in der Planungsphase beschrieben wird, in OPC UA im laufenden Betrieb genutzt werden.

Ein weiteres Beispiel ist die Beschreibung von OPC-UA-System-Konfigurationen innerhalb von AutomationML-Modellen. So können die Konfigurationsdaten und Parameter, um eine OPC-UA-Kommunikation aufzubauen, system-unabhängig beschrieben und ausgetauscht werden. Beide Seiten profitieren also davon.

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