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Kommunikationsstandard TSN – der Turbo für OPC UA?

| Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Moderne Fertigungskonzepte erfordern eine durchgängige Kommunikation vom ERP-System bis zur Maschinenebene. Um die Trennung zwischen IT und Automatisierung aufzubrechen, setzen Maschinen- und Anlagenbetreiber zunehmend auf den offenen Standard OPC UA. Bei komplexen Prozessen mit Echtzeitanforderungen stößt er jedoch an seine Grenzen. Das soll sich durch Time Sensitive Networking (TSN) ändern.

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Automatisierer und Roboterhersteller arbeiten aktuell daran, OPC UA auf TSN aufzusetzen, um so Echtzeitfähigkeit zu erreichen.
Automatisierer und Roboterhersteller arbeiten aktuell daran, OPC UA auf TSN aufzusetzen, um so Echtzeitfähigkeit zu erreichen.
(Bild: B&R)

Die Komplexität industrieller Automatisierungsaufgaben nimmt beständig zu; dezentrale Steuerungskonzepte setzen sich durch. Sie erlauben einen flexiblen, modularen und individuellen Aufbau der Automatisierungstechnik, da die Peripheriegeräte über Feldbus und Industrial Ethernet angebunden und zusehends öfter mit Eigenintelligenz ausgestattet sind. Nicht selten werden mit eigenen Steuerungen versehene Maschinenteile oder Teilmaschinen zu einer Gesamtmaschine zusammengefasst.

Kommunikation ist entscheidend

„Für die Produktivität solcher Lösungen ist eine reibungslose Kommunikation zwischen den einzelnen Teilsystemen und Komponenten entscheidend“, erklärt Stefan Schönegger, Marketing Manager bei B&R. „Dabei ist es Maschinen- und Anlagenbauern sehr wichtig, dass ihre Möglichkeiten beim Umsetzen eines Prozesses in eine Maschine oder Anlage nicht durch proprietäre Lösungen eingeschränkt werden.“ Der offene Standard OPC UA bietet sich als Kommunikationsprotokoll von der Steuerungsebene bis zu ERP-Systemen an.

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Dieser wurde mittlerweile von allen großen Steuerungsherstellern implementiert und garantiert, dass Maschinen mit Steuerungen verschiedener Hersteller problemlos in einem System koordiniert werden können. Auch das Protokoll selbst ist plattformunabhängig, der Kommunikationsstack lässt sich auf beliebige Betriebssysteme und Embedded-Hardware portieren. „OPC UA ist das einzige Protokoll, das auf dieser Ebene all diese Vorteile vereint“, sagt Schönegger.

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Echtzeit für maximale Produktivität

So lange die Maschinen einer Fabrik weitgehend autark arbeiten und nur vereinzelt Anweisungen empfangen und Diagnosedaten senden, ist OPC UA auch für die Kommunikation auf Linienebene geeignet. „Doch die Fabrik der Zukunft sieht anders aus“, erwartet der Marketing-Manager: „Maschinen, Roboter und Förderbänder kommunizieren in Echtzeit miteinander, um maximale Produktivität zu erreichen.“

„OPC UA selbst echtzeitfähig zu machen, wäre technisch durchaus möglich, jedoch mit hohem Aufwand und vielen Nachteilen verbunden“, stellt er klar. Daher haben sich zahlreiche Automatisierungs- und Roboterhersteller zusammengeschlossen, um einen anderen Weg zu gehen: OPC UA soll auf TSN aufsetzen, einer Erweiterung des Ethernet-Standards IEEE 802.1, an der gerade gearbeitet wird.

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