Ebnet OPC UA over TSN den Weg in eine neue Kommunikationswelt?

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Das ist bei Kommunikationsstandards zu beachten Umfrage: Ist OPC UA over TSN der Weg in die Zukunft?

09.11.2020

Mit „OPC UA over TSN“ wird die oft zitierte durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud Realität, ohne Schnittstellen und Gateways. Statt Daten werden durch OPC UA gleich nutzbare, standardisierte Informationen übertragen, und TSN sorgt für die Kommunikation in Echtzeit. Doch was bedeutet das für Maschinenbauer, worauf müssen sie achten? Wir haben bei Experten nachgefragt.

So denken die befragten Experten.

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  • Stefan Bina, Product Manager IoT Network Solutions, B&R: Genau das ist der große Vorteil der Lösung: Es gibt nicht mehr viel zu beachten. Maschinenbauer haben beim Maschinendesign freie Hand. Sie können sich einfach die Komponenten suchen, die für ihre Anforderungen am besten geeignet sind. Steuerung, Antriebe und sichere I/Os von unterschiedlichen Herstellern verhalten sich mit OPC UA over TSN wie ein einheitliches System. Zudem sind die Komponenten für hoch-performante Anwendungen geeignet und verfügen über integrierte Cyber-Security-Mechanismen. Es gibt also nur eine einzige Sache, auf die Maschinenbauer achten müssen: Wenn Sie eine Maschine neu entwickeln, sollten sie auf jeden Fall Komponenten wählen, die OPC UA over TSN sprechen und von der OPC Foundation zertifiziert sind. So werden sie sich das Leben viel leichter machen.

    Bild: B&R

  • Dr. René Hummen, Manager Technology & Innovation, Hirschmann Automation and Control: „OPC UA over TSN“ wird für Maschinenbauer oftmals gar nicht sichtbar sein. Es wird vielmehr als Basistechnologie im Hintergrund seine Arbeit verrichten und dabei ganz unterschiedliche Anwendungsbereiche von der einfachen Sensor- bis hin zur anspruchsvollen Motion-Control-Applikation abdecken. Basistechnologie, Hintergrund? Genau, „OPC UA over TSN“ ist eine der zentralen Grundlagen der Field Level Communications (FLC) Initiative an der OPC Foundation. Mit Blick auf die teilnehmenden Firmen arbeitet hier quasi die gesamte Automatisierungsbranche an einer offenen Systemlösung auf Basis von OPC UA und TSN – und zwar vom Offline Engineering über den Kommunikationshochlauf bis hin zur Diagnose. Daher: Maschinenbauer müssen auf FLC achten!

    Bild: Hirschmann Automation and Control

  • Martin Rostan, Executive Director, EtherCAT Technology Group: Maschinenbauer sollten sich in erster Linie fragen, ob sie das wirklich wollen: Kommunikation ohne Gateways vom Sensor bis in die Cloud. Ob sie wirklich kein in sich abgeschlossenes Echtzeit-Maschinennetzwerk mehr haben wollen, sondern dieses mit anderen Maschinen und Anlagen teilen, um sich dann auf die Konfiguration des Anlagennetzes zu verlassen. Zudem müssen die Security-Themen in jedem Sensor separat sichergestellt werden, statt wie bisher einmal in der Steuerung oder im Edge-Gateway. Es gilt daher die Randbedingungen solcher oft werblichen Aussagen genau zu betrachten. Es ist zu früh, diese Ansätze zu bewerten, ohne die noch in der Entstehung befindlichen Spezifikationen zu kennen; angekündigte Produkte können bisher nur proprietäre Protokolle enthalten.

    Bild: EtherCAT Technology Group

  • Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender, Profibus Nutzerorganisation (PNO): OPC UA ist ideal für die vertikale Kommunikation vom Sensor in die Cloud. Dafür muss noch nicht einmal auf die TSN-Erweiterungen gewartet werden, da die Echtzeitanforderungen in diesem Bereich meist nicht so hoch sind. Insbesondere in Kombination mit Profinet für die zyklische Kommunikation zwischen Steuerung und den Geräten im Feld ergibt sich so ein leistungsfähiges Gespann. Für die Maschinenbauer sind hierbei vor allem standardisierte Informationsmodelle wichtig, um einfach und aufwandsarm auf diese Daten zugreifen zu können. Hier engagiert sich die PNO seit vielen Jahren in enger Kooperation mit anderen Organisationen und Verbänden um die Standardisierung und Harmonisierung dieser Modelle. Denn nur gemeinsam lässt sich ein herstellerübergreifendes Ecosystem schaffen. Mit den PNO-Technologien sind die Anwender auf der sicheren Seite.

    Bild: Profibus Nutzerorganisation

  • Oliver Jöhnßen, Marketing Manager OPC UA, Profinet und TSN, Siemens Digital Industries: OPC UA bedeutet heute für den Maschinenbauer sowohl zukunftssichere Informationsübertragung an überlagerte MES- oder Cloud-Systeme als auch zukünftige herstellerübergreifende, deterministische Verschaltung von Steuerungen mit OPC UA über TSN. TSN wird echtzeitfähige Kommunikation auf neuer, standardisierter Basis realisieren. Bis zur Verabschiedung der TSN-Normen werden Daten noch länger über bisherige Wege übertragen. Mit Profinet über TSN wird auch die neue Technologie genutzt. Wichtig dabei: Heutige Profinet-Applikationen können auch zukünftig auf TSN-fähigen Netzwerken kommunizieren. Für effektives Engineering von OPC UA wird bei Siemens das Daten-Mapping auf das OPC-Modell über SiOME (Siemens OPC UA Modeling Editor) durchgeführt. Die normierte Daten-Beschreibung kann in SiOME über eine Companion Specification importiert werden.

    Bild: Siemens

  • Wolfgang Leindecker, Mitglied des Vorstands, TTTech Industrial Automation: Die wichtigste Aussage zuerst: OPC UA over TSN ist kein neuer Feldbus. Damit ergibt sich für Maschinenbauer der Vorteil einer vollständigen Offenheit im Datenaustausch. Quervernetzungen zu Maschinen und Komponenten jeglicher Hersteller können direkt erfolgen, ohne im bekannten Lock-In in irgendeinem Vendor-Ecosystem zu landen – und ohne komplizierte Schnittstellen und Gateways implementieren zu müssen. Letztendlich schafft man damit das Fundament für eine selbst-optimierende Produktionsumgebung mit immer intelligenter werdenden Maschinen. Als Maschinenbauer ist es wichtig, nun den Grundstein für diese neue Welt zu legen. Und es gibt dafür sehr gute fertige Software-Stacks, auf die man aufbauen kann. Niemand sollte versuchen, das Rad neu zu erfinden.

    Bild: TTTech Industrial Automation

  • Uwe Henneboel, Strategischer Produktmanager, Weidmüller: Verfolgt man die letzten Marktstudien für Steuerungsanbieters des VDMA, so setzt sich OPC UA aufgrund seiner Unabhängigkeit und Datensicherheit immer stärker durch. Daher ist es erfreulich, dass im Vergleich zur ursprünglichen Client/Server-Verbindung mit dem Publish/Subscribe-Modell (PubSub) nun eine weitaus performantere Kommunikation möglich ist. Nutzen bringt die vollständige Anbindung von unterschiedlichen Automatisierungsgeräten bis zum Warenwirtschaftssystem (ERP-Ebene). Durch die offenen, standardisierten Schnittstellen werden Systeme verschiedener Hersteller, im Sinne einer aus Kundensicht optimalen Lösung, kombiniert. Der Maschinenbauer ist somit in der Lage eine herstellerunabhängige und echtzeitfähige Vernetzung aufzubauen. Dennoch sollte er beispielsweise im Fall einer komplexen Vorverarbeitung von Maschinendaten nach wie vor einen Edge-PC in Betracht ziehen, da dieser ausschließlich die Berechnungsergebnisse und damit ein weitaus geringeres Datenvolumen in die Cloud überträgt.

    Bild: Weidmüller

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