OPC UA ist weit verbreitet: Seine Herstellerunabhängigkeit, sein Informationsmodell und seine integrierten Cybersicherheitsmechanismen haben es zu einer beliebten Lösung für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen gemacht.
Bei komplexen Anwendungen wie Sicherheit, Bewegungssteuerung und Echtzeitkommunikation stößt OPC UA jedoch an seine Grenzen. Mit der Erweiterung um das Publish-Subscribe-Modell (pub/sub) und den Ethernet-Standard Time-Sensitive Networking (TSN) ist OPC UA nun echtzeitfähig.
Publish-Subscribe-Modell
OPC UA arbeitete früher mit einem Client/Server-Mechanismus, bei dem ein Client eine Anfrage an den Server sendet. Der Server bearbeitet die Anfrage und sendet dann eine Antwort an den Client zurück. Das Client/Server-System stößt an seine Grenzen, wenn es zu viele Knoten im Netz gibt.
Das war der Grund für die Erweiterung der OPC UA Kommunikationslösung um eine Publish-Subscribe Architektur. Das Publish-Subscribe-Modell ermöglicht die One-to-Many- und Many-to-Many-Kommunikation. Ein Server sendet seine Daten in das Netz (publish) und jeder Client kann diese Daten empfangen (subscribe).
Echtzeitfähigkeit für Standard-Ethernet
Das Publish-Subscribe-Modell allein macht OPC UA nicht echtzeitfähig. Die OPC Foundation setzt dabei auf Time-Sensitive Networking (TSN), das den Ethernet-Standard IEEE 802 um eine Vielzahl von Echtzeitfunktionen erweitert. Auch ein genauer Zeitrahmen, in dem die Daten übertragen werden, kann angegeben werden. Die für viele Anwendungen erforderlichen TSN-Standards wurden bereits von der Arbeitsgruppe IEEE 802.1 veröffentlicht.
Herstellerunabhängige Bewegungssteuerung, Sicherheits- und Echtzeitanwendungen
Um einen einheitlichen, offenen Ansatz für die Implementierung von OPC UA FX und den damit verbundenen Anwendungsprofilen zu gewährleisten, hat die OPC Foundation die neue Field Level Communications Initiative ins Leben gerufen. Die Standardisierungsbemühungen für eine einheitliche Funktionalität, die derzeit in den Arbeitsgruppen der Field Level Communications-Initiative stattfinden, konzentrieren sich auf E/A-, Bewegungssteuerungs- und Sicherheitsanwendungen.
Der Lenkungsausschuss der OPC Foundation für die Kommunikation auf Feldebene besteht aus 24 führenden Anbietern von Automatisierungstechnik. Dazu gehören ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Murr Elektronik, Moxa, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago und Yokogawa. Als Direktor der Initiative ist Peter Lutz für die laufende Entwicklung und Spezifizierung der Initiative verantwortlich.
Lösen Sie mühelos die Herausforderungen von heute und morgen
OPC UA FX bietet 18 Mal mehr Leistung als herkömmliche Lösungen. Damit lassen sich zeitkritische Anwendungen realisieren, wie z.B. die Synchronisation eines Roboters mit einem intelligenten Bahnsystem.
Ob schnell und zentral oder intelligent und dezentral, Antriebslösungen lassen sich mit OPC UA FX einfacher als mit jeder anderen Lösung an die Bedürfnisse der Anwendung anpassen. Das Ergebnis ist eine Steigerung der Produktivität und der Produktqualität.
In Testumgebungen erprobte Funktionalität
Auch außerhalb der Arbeitsgruppen der OPC Foundation arbeiten viele andere Unternehmen an der Umsetzung des neuen Kommunikationsstandards. Hersteller von Steuerungen, Feldgeräten und Infrastrukturen bewerten die Interoperabilität ihrer Prototypen in Testumgebungen. Testbeds sind eine ideale Möglichkeit für Gerätehersteller, die Entwicklung von Produkten mit der neuen Kommunikationslösung effizient und zielgerichtet voranzutreiben. Die derzeit aktivsten TSN-Testbeds werden vom IIC und dem LNI.
In der FAQ zu OPC UA over FXerklären wir die zentrale Rolle, die der neue einheitliche Standard in der nächsten industriellen Revolution spielen wird.
Das "OPC UA TSN" whitepaper bietet eine ausführliche Beschreibung des Zusammenspiels der einzelnen Mechanismen.