Kommunikationsprotokoll Im Gespräch: „OPC UA TSN kann klassische Feldbusse ersetzen“

Auf der SPS IPC Drives haben die Unternehmen ABB, Bosch Rexroth, B&R, Cisco, General Electric, Kuka, National Instruments (NI), Parker Hannifin, Schneider Electric, SEW Eurodrive und TTTech bekanntgegeben, OPC UA TSN als einheitliches Protokoll für die Kommunikation im Industrial Internet of Things (IIoT) bis zur Steuerungsebene zu forcieren. elektrotechnik hat sich mit Sebastian Sachse, Technology Manager Open Technologies bei B&R, über die laufenden Projekte und Entwicklungen zu OPC UA TSN unterhalten.

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B&R Industrie-Elektronik GmbH

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Herr Sachse, B&R setzt auf OPC UA. Zudem setzen Sie sich für die Weiterentwicklung von OPC UA ein. Welche Projekte stehen für Sie im Vordergrund?

Derzeit gibt es mehrere Projekte, die sehr wichtig für uns sind. Zuerst einmal geht es darum, OPC UA fit für die Kommunikation oberhalb der Steuerungsebene zu machen. Dafür arbeiten wir auf der einen Seite daran, OPC UA um einen Publish/Subscribe-Mechanismus zu ergänzen und auf der anderen Seite geht es darum, den Ethernet-Standard um Time Sensitive Networking (TSN) zu ergänzen. In Kombination wird OPC UA TSN dann schnell genug sein, um die Kommunikation oberhalb der Steuerungsebene zuverlässig abzuwickeln. Parallel dazu, entwickeln wir bereits Produkte, die mit OPC UA TSN funktionieren und prüfen diese in einem Testbed des Industrial Internet Consortiums gemeinsam mit zahlreichen anderen Unternehmen.

Was ist ein Publish/Subscribe-Mechanismus?

OPC UA arbeitet bisher mit einem Client/Server-Mechanismus. Ein Client fragt eine Information an (Request) und erhält eine Antwort von einem Server (Response). Die Übertragung findet asynchron statt. Dieses System stößt an seine Grenzen, wenn das Netzwerk viele Teilnehmer hat. Das Publish/Subscribe-Modell – auch Pub/Sub genannt – erweitert das Kommunikationsspektrum von OPC UA. Pub/Sub ermöglicht eine One-to-many- sowie eine Many-to-many-Kommunikation. Mit Pub/Sub können Entwickler ein festes Zeitfenster definieren, in dem die Daten ausgetauscht werden. Das ist ein wichtiger Aspekt, um OPC UA echtzeitfähig zu machen.

Und was kann man sich unter TSN vorstellen?

TSN steht für Time Sensitive Networking und fasst die Erweiterung des Ethernet-Standards IEEE 802.1 um diverse Echtzeitfunktionen zusammen. Mit TSN können zeitkritische Daten auch in weitverzweigten Netzwerken deterministisch übertragen werden. Da die Automobilbranche auf TSN setzt, werden die nötigen Halbleiter-Baugruppen sehr schnell und vergleichsweise kostengünstig verfügbar sein.

SPS IPC Drives 2016

Unternehmen beschließen Standard für IIoT-Anwendungen

Und was wird bei diesem Testbed genau getestet?

Um zu testen, welche Technologien sich für das Internet der Dinge eignen, organisiert das IIC mehrere Testbeds, bei denen diese Technologien in herstellerübergreifenden Versuchsaufbauten getestet werden. B&R ist seit 2016 IIC-Mitglied und beteiligt sich am TSN-Testbed, bei dem die Kombination von TSN und OPC UA erstmals im Industrieumfeld getestet wird. Die beteiligten Unternehmen testen ihre jeweiligen Prototypen in einer simulierten Produktion in einem gemeinsamen IT-Netzwerk. Dadurch stellen wir frühzeitig sicher, dass die Serienprodukte auch in großen Netzwerken perfekt funktionieren. Die ersten Ergebnisse stimmen uns sehr positiv. OPC UA TSN hat unsere Erwartungen teilweise sogar übertroffen. Erste Produkte mit OPC UA TSN werden wir bei B&R – vorausgesetzt, die Spezifikationen laufen wie geplant – im Lauf des Jahres 2017 vorstellen.

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