OPC UA- Enabler für Industrie 4.0

 

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OPC-UA als internationaler Standard für vertikale und horizontale Kommunikation bringt semantische Interoperabilität in die smarte Welt der vernetzten Systeme.

Die Herausforderungen der stetig komplexer werdenden Fertigungsprozesse und anspruchsvolleren Kommunikationsabläufe werden bereits heute auf Basis von gemäß IEC 61131-3 programmierbaren Steuerungen gelöst. Dabei versucht die Automatisierungstechnik die Komplexität mit unterschiedlichen Methoden zu reduzieren.

Die moderne Automatisierung befindet sich in dem Dilemma, da sie den zukünftigen Herausforderungen der Fertigung zum Beispiel im Hinblick auf Flexibilität, Adaptivität oder Vernetzung immer schwieriger gerecht werden kann.

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 hat das erkannt und will daher die Automatisierungstechnik mit neuen Verfahren auf der Grundlage der Cyber Physical Systems (CPS) optimieren.

Ein CPS umfasst diese eingebetteten Systeme oder mechatronischen Einheiten, aber auch Steuerungselemente wie die SPS, zusätzliche interne Logistik-, Koordinations- und Management-Prozesse sowie externe Dienste. Der Mensch und das zu fertigende Produkt sind integraler Bestandteil dieses Systems.

Ein CPS gründet sich auf anpassungsfähige Schnittstellen zum Zweck interner Erweiterungen sowie der Kommunikation nach außen. Die Schnittstellen benötigen neben einem zyklischen Datenaustausch azyklische Events, um andere Systeme zu informieren oder Methoden, sodass Dienste angeboten und abgerufen werden können.

Große Bedeutung haben zudem Security-Funktionen, da mitunter Daten ortsunabhängig über das Internet weiterzuleiten sind. Die Schnittstellen müssen sich außerdem kontextabhängig adaptieren lassen, damit das CPS langfristig in der heterogenen Automatisierungslandschaft flexibel erweiterbar bleibt.

Hier kommt das Kommunikationsprotokoll OPC-Unified Architecture (OPC-UA) ins Spiel.

OPC-UA deckt alle wichtigen funktionalen Anforderungen an die Schnittstelle des Cyber Physical Systems ab.

Das Kommunikationsprotokoll OPC UA ist der Datenaustausch-Standard für eine sichere, zuverlässige, Hersteller- und Plattform-unabhängige Kommunikation. Sie ermöglicht einen Betriebssystem-übergreifenden Datenaustausch zwischen Produkten unterschiedlicher Hersteller. Der OPC-UA-Standard besteht aus Spezifikationen welche in enger Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Anwendern, Forschungsinstituten und Konsortien entstanden sind, um den sicheren Informationsaustausch in heterogenen Systemen zu ermöglichen.

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