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Frequenzumrichter

Reicht OPC UA für das Motormanagement der Zukunft aus?

| Redakteur: Sariana Kunze

Ist eine OPC UA Schnittstelle bei Frequenzumrichtern für Industrie-4.0-Anwendungen ausreichend? Dieser Frage ist ein Forschungsprojekt von MSF-Vathauer Antriebstechnik und dem Fraunhofer IOSB-INA nachgegangen. Gemeinsam wollte man ein Motormanagementsystem der Zukunft entwickeln, das auch die IT-Sicherheitsstandard IEC 62443 erfüllt.

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Im eignen Lernlabor testete das Fraunhofer IOSB-INA die Cybersicherheit des Datenverkehrs über die OPC UA Schnittstelle der Vathauer-Lösung mit einem speziellen Produktionsdatenerfassungssystem.
Im eignen Lernlabor testete das Fraunhofer IOSB-INA die Cybersicherheit des Datenverkehrs über die OPC UA Schnittstelle der Vathauer-Lösung mit einem speziellen Produktionsdatenerfassungssystem.
(Bild: Fraunhofer IOSB-INA)

Für Condition Monitoring, Plug and Produce oder auch Optimierungen brauchen Industriekomponenten vor allem eines: Eine sichere Kommunikation nach dem IT-Sicherheitsstandard IEC 62443. Denn nur mit einer solchen Kommunikation können in der industriellen Fertigung Daten aus dem Umfeld der Maschinen und Anlagen sicher und herstellerneutral ausgetauscht werden.

Frequenzumrichter kommuniziert dank OPC UA

Das Team von MSF-Vathauer implementierte daher bereits 2016 prototypisch eine OPC UA Schnittstelle, offener Kommunikationsstandard, der als Ergänzung zu Profinet verwendet wird, für ihren Frequenzumrichter Vector Field Drive System, der das Abrufen von Daten ortsunabhängig und über das Internet ermöglicht.

BUCHTIPPOhne eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist Industrie 4.0 nicht umsetzbar. OPC UA ist genau dafür konzipiert – doch der Einstieg ist nicht immer einfach. Das Fachbuch „Praxishandbuch OPC UA“ hilft weiter.

Ist OPC UA für Frequenzumrichter ausreichend

Allerdings musste Vathauer noch herausfinden, ob die zugänglich gemachten Daten für typische Industrie-4.0-Anwendungen ausreichend sind oder ob die Schnittstelle interoperabel und leistungsfähig genug ist. Hierfür nutzte der Anbieter von Antriebstechnik die „Nationale Kontakt- und Koordinierungsstelle für Industrie 4.0 Testumgebungen“ (I4KMU) und beantragte ein Forschungsprojekt beim Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF. Als Partner für die Bereiche Cybersicherheit und industrielle Automation wurde das Fraunhofer IOSB-INA mit seiner Laborinfrastruktur ausgewählt. An einem speziell angepassten Versuchsaufbau führte das Fraunhofer IOSB-INA zum Projektbeginn umfangreiche Test durch, um den Ist-Zustand der existierenden OPC UA Schnittstelle zu erfassen.

Motormanagementsystem mit OPC UA entwickelt

Für die Kommunikationsanforderung im Rahmen von Industrie 4.0 hat MSF-Vathauer Antriebstechnik seinen Frequenzumrichter Field Drive System mit einer OPC UA Schnittstelle ausgestattet.
Für die Kommunikationsanforderung im Rahmen von Industrie 4.0 hat MSF-Vathauer Antriebstechnik seinen Frequenzumrichter Field Drive System mit einer OPC UA Schnittstelle ausgestattet.
(Bild: MSF-Vathauer Antriebstechnik)

Das Forschungsprojekt hatte es sich das Ziel gesteckt, ein Motormanagementsystem mit OPC UA zu entwickeln. Denn ein solches ist laut Vathauer für die Digitalisierung der dezentralen Antriebsautomatisierung von großer Bedeutung. Die Verfügbarkeit von Echtzeit-Prozessdaten bietet das Potenzial weitreichender Optimierungen hinsichtlich Effizienz und Cybersicherheit. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA wurden die Anforderungen an eine sichere Industrie-4.0-Kommunikation nach IEC 62443 erfasst, um eine geeignete Hardwareplattform und Softwarearchitektur zu identifizieren und zu entwickeln. Durch die Ergebnisse der Untersuchung, konnte eine weiterführende Technologie in das Produkt von MSF-Vathauer Antriebstechnik integriert werden. Das Unternehmen plant nun, es im Segment Maintenance und Monitoring zu platzieren und den Einsatz in weiteren Industrie-4.0-Anwendungsfällen zu erproben.

Motormanagementsystem für Maintenance und Monitoring

„Die sichere Industrie-4.0-Kommunikation mit OPC UA hat sich für unser Unternehmen in Bezug auf die Weiterentwicklung von Technologien aus dem Projekt signifikant verbessert“, teilt MSF-Vathauer Geschäftsführer Karl-Ernst Vathauer mit . Auf der Basis der erarbeiteten Lösungen sollen nun Frequenzumrichter sowie weitere Produktlinien als Seriengeräte auf dem Markt angeboten werden. Laut dem Unternehmen wird das Produkt bereits optional in Bestands- und Neuanlagen eingesetzt.

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