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MES-Softwarelösungen M2M-Datenaustausch standardisiert mit OPC-UA

Redakteur: Gudrun Zehrer

OPC-Unified Architecture (OPC-UA) setzt sich als Kommunikation zwischen Maschinen und Anlagen in der Automatisierungstechnik immer weiter zum Standard durch. Es ermöglicht Maschinendaten wie Regelgrößen, Messwerte, Parameter nicht nur zu transportieren, sondern auch maschinenlesbar semantisch zu beschreiben. Der MES-Spezialist Proxia Software hat das Protokoll OPC-UA nun voll in seine Softwarelösungen integriert.

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OPC-UA bietet die Möglichkeit, Informationen über den Zustand einer Anlage oder einer Maschine und alle Arten von Prozessdaten aus verschiedener Hardware wie z.B. Steuerungen, Gateways und Sensoren unterschiedlicher Hersteller, z.B. Siemens, Beckhoff, IBH, Softing, Sigmatek zu lesen.
OPC-UA bietet die Möglichkeit, Informationen über den Zustand einer Anlage oder einer Maschine und alle Arten von Prozessdaten aus verschiedener Hardware wie z.B. Steuerungen, Gateways und Sensoren unterschiedlicher Hersteller, z.B. Siemens, Beckhoff, IBH, Softing, Sigmatek zu lesen.
(Bild: Proxia)

Damit sind die MES-Produkte, insbesondere die MDE Maschinendatenerfassung von Proxia voll OPC-UA-fähig.

Kommunikation zwischen Produktionsstätte und Unternehmen

Im Bereich OPC dreht sich alles um Interoperabilität und Standardisierung. Durch konventionelle OPC-Lösungen konnte das Problem der Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten auf Steuerungsebene gelöst werden, doch war der gleiche Standardisierungsgrad auch auf Unternehmensebene erforderlich. Die OPC-UA (Unified Architecture) stellt eine Erweiterung des OPC-Datenaustauschprotokolls dar. Sie ermöglicht eine sichere Datenerfassung und -modellierung sowie Kommunikation zwischen der Produktionsstätte und dem Unternehmen. OPC-UA ermöglicht übergreifende Konnektivität auf Basis einer sicheren und einfachen Plattform, um den Herausforderungen auf Unternehmensebene zu begegnen.

In bestehende Infrastruktur integrierbar

Der Kommunikationsstandard OPC-UA bietet die Möglichkeit, Informationen über den Zustand einer Anlage oder Maschine und alle Arten von Prozessdaten aus verschiedenen Steuerungen zu lesen. Mit diesem Kommunikationsstandard lässt sich bestehende Infrastruktur, z.B. ein vorhandener OPC-UA-Server, nutzen. Des Weiteren ist es auch möglich, ältere Steuerungen, welche selbst nicht über einen OPC-UA-Server verfügen, über smarte Gateway-Lösungen zu integrieren. Es ist keine Programmierung der Maschinenschnittstelle auf der MES-Seite notwendig. Alle Informationen, z.B. Einrichten einer Signalmatrix, werden im MES-System konfiguriert.

OPC-UA als wegbereitender Standard für Industrie 4.0

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. Bitcom, der Zentralverband der Elektroindustrie ZVEI, und andere Industrieverbände empfehlen in ihren Leitfäden für Industrie 4.0 bereits das Kommunikationsprotokoll OPC-UA als Standard.

Die Flexibilität beim Datenaustausch zwischen SPS und MES nimmt zu, denn OPC-UA eignet sich für alle Arten von Daten. Für den Datentransfer nutzen die Systeme einen einheitlichen Standard, insbesondere für die Kommunikation mit speicherprogrammierbaren Steuerungen und dem OPC-UA-Server. Das Protokoll OPC-UA ermöglicht Kommunikation praktisch in Echtzeit.

Mit Historical Access Daten aus der Vergangenheit abrufen

Über OPC-UA-DA ist es möglich, aktuelle Daten aus Steuerungen zu lesen. Zusätzlich lassen sich mit der Spezifikation Historical Access Daten aus der Vergangenheit nachvollziehen, sollte die Netzwerkverbindung einmal unterbrochen sein. Besteht die Verbindung wieder, kann man über Historical Access die Daten aus der Vergangenheit abrufen. Auf diese Weise lassen sich Maschinenlaufzeiten, Stückimpulse, Temperaturverläufe u.a. nachvollziehen und rückwirkend in die Datenbank einbuchen.

Intelligente Verknüpfung von Automatisierungstechnik und IT

OPC-UA schafft die Grundlage für eine intelligente Verknüpfung von Automatisierungstechnik und IT. Für Anwender besonders wichtig: OPC-UA erlaubt fast unbegrenzt Skalierungen. Die Kunden können sich somit die aus ihrer Sicht geeigneten Komponenten auswählen und zu einem System zusammenstellen, das ihren Anforderungen am besten gerecht wird. Das ist möglich, weil sowohl die Kommunikation der Maschinen untereinander als auch die Datenerfassung das Protokoll OPC-UA nutzen. Damit lässt sich eine wichtige Etappe auf dem Weg zu Industrie 4.0 erreichen.

Vernetztes Manufacturing Execution System (MES)

Für die intelligente Fabrik, die im Rahmen des MES-Projektes angestrebt wird, sind somit zwei grundlegende Anforderungen erfüllt: Zum einen ein intelligentes, vernetztes MES-System, das in der Lage ist, Daten zu speichern und die Grundlagen für Entscheidungen zu liefern. Zum anderen ein standardisiertes Kommunikationsinstrument für den Datenaustausch, das folgende Eigenschaften hat: schnell, sicher, plattformunabhängig, horizontal und vertikal integrierbar von der Ebene der Anlagen und Maschinen bis zur ERP-Ebene.

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