Het was een ongewoon zicht: bij de SPS IPC-Drives 2018 waren vertegenwoordigers van alle grote automatiseringsbedrijven druk in de weer in het evenementencentrum van de handelsbeurs van Neurenberg. Samen kondigden zij een boodschap aan die een grote impact zal hebben op machinebouwers en operators: OPC UA over TSN wordt de uniforme standaard voor communicatie in de Industriële IoT.
De toewijding aan een gemeenschappelijke standaard luidt een nieuw tijdperk in. Een tijdperk waarin machinebouwers en operators niet langer rekening hoeven te houden met het bestaan van verschillende communicatieprotocollen. De dagen dat machinebouwers een machine in varianten met verschillende besturings- en bussystemen moesten aanbieden zijn voorbij.
Eén standaard voor het IoT.
"Een paar jaar geleden werd duidelijk dat de Industrial Ethernet-protocollen hun limiet bereikten", zegt Stefan Schönegger, vice-president strategie en innovaties bij B&R. Naast de bandbreedte en cyclustijden waren de vereisten van de Industriële IoT de belangrijkste oorzaak van de vraag naar een nieuwe technologie. "Dus we dachten na over wat de volgende evolutie van industriële communicatie zou kunnen zijn", zegt Schönegger. "We spraken met onze klanten over hun vereisten en het werd al snel duidelijk dat er, naast de technische problemen, ook nog een ander belangrijk pijnpunt was: heterogeniteit van de protocollen en het gebrek aan een wereldwijd aanvaarde standaard."
"Dus in september 2016 nodigden B&R en netwerkspecialist TTTech geïnteresseerde automatiserings- en IT-bedrijven uit om te praten over het opzetten van een dergelijke standaard op basis van OPC UA en de Ethernet-extensie TSN", vertelt Schönegger. Het was tijdens deze bijeenkomst dat het initiatief OPC UA TSN werd opgericht. De leden zouden later bekend worden als de "Shapers".
Stefan Schönegger, productstrategie en innovatie, B&R.
Naadloze connectiviteit
De visie van deze groep was om een open, interface-vrije communicatie vanaf de sensor naar de cloud te realiseren, inclusief real-time mogelijkheden die nodig zijn voor zeer gesynchroniseerde aandrijftechniek. Het doel was om de prestaties met een factor 18 te verhogen in vergelijking met bestaande technologieën.
Vanaf dat moment groeiden de Shapers gestaag in aantal omdat de technische details uitgewerkt waren. "Tegen 2018 hadden veel van de grootste namen in de automatiseringstechnologie zich aangesloten bij ons initiatief," meldt Schönegger. "De industrie heeft vertrouwen in OPC UA over TSN als een gemeenschappelijke standaard en wil de technologie actief vormgeven."
De rol van de OPC Foundation
"Als groep waren de Shapers slechts een losse verbintenis", zegt Schönegger. "Om voorbereid te zijn op de toekomst, zochten we een thuis voor OPC UA over TSN en dat vonden we uiteindelijk bij de OPC Foundation." Daar werd binnen de organisatie een speciale stuurgroep opgericht bestaande uit 22 spelers uit de industrie voor nieuwe technologie. Daarnaast zijn drie wereldwijde spelers in de automatisering toegevoegd aan het bestuur van de OPC Foundation: Schneider Electric, Rockwell en het moederbedrijf van en B&R, ABB.
De eerste producten
De fundamentele specificaties voor het “publish-subscribe” mechanisme van OPC UA en de belangrijkste sub-standaarden voor TSN zijn sindsdien voltooid. Deze omvatten de standaarden IEEE802.1AS voor tijdsynchronisatie en IEEE802.1qbv voor de gegarandeerde transmissietijden voor gegevens op het netwerk. "Onze inspanningen zijn nu al gericht op het uitrusten van ons volledige portfolio met OPC UA over TSN", legt Schönegger uit. Een B&R buscontroller met OPC UA over TSN is klaar om in productie te gaan en controllers en drives zullen volgen.
"Over een paar jaar zullen nieuwe machines alleen met OPC UA over TSN worden geleverd", zegt Schönegger vol vertrouwen. Nu de grenzen van de heterogene protocollen en het landschap zijn vervallen, wordt het voor de machinebouwers en operators eenvoudiger om netwerken van machines en de Industriële IoT te implementeren. Schönegger verwacht dat de transitie voorspong zal verlopen. "Specifieke bedrijfsspecificaties, bijvoorbeeld tussen POWERLINK en OPC UA, maken het mogelijk om bestaande machines en systemen eenvoudig in nieuwe netwerken te integreren."
Auteur: Stefan Hensel, Bedrijfscommunicatie-redacteur, B&R
- September 2016: Oprichting van het initiatief OPC UA TSN op uitnodiging van netwerkspecialist TTTech en automatiseringsspecialist B&R. De betrokken bedrijven zouden later bekend worden als de "Shapers".
- April 2017: Belden/ Hirschmann en Phoenix Contact treden toe tot de Shapers.
- November 2017: Pilz, Hilscher en Wago treden toe tot de Shapers.
- April 2018: Rockwell Automation kondigt aan dat het zich heeft aangesloten bij de Shapers.
- November 2018: De OPC Foundation kondigt haar uitbreiding aan met veldniveau-communicatie OPC UA over TSN.
- November 2018: ABB, Schneider en Rockwell treden toe tot het bestuur van de OPC Foundation.
- November 2018: presentatie van de stuurgroep voor OPC UA over TSN op veldniveau: ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago en Yokogawa.
- November 2018: De eerste functionele apparaten met OPC UA TSN worden gepresenteerd op de SPS IPC Drives.