OPC UA: Der einfachste Weg, Ihre Systeme, Geräte und Maschinen miteinander zu verbinden

Das moderne Industriezeitalter ist auf eine nahtlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Maschinen und Geräten in der Fertigung angewiesen. Darüber hinaus kommunizieren diese Maschinen auch mit Computern und entfernten Datenbanken. Diese Vernetzung ermöglicht es Unternehmen, Daten auf sichere und einheitliche Weise zu erfassen.

Um die Interaktion zwischen den verschiedenen Maschinen zu ermöglichen, hat die Open Platform Communications (OPC) Foundation den Automatisierungskommunikationsstandard entwickelt und eingeführt. Die Standardplattform – OPC Classic – ermöglicht die Interoperabilität der Maschinen und erleichtert so die Automatisierung in der Fertigung über dasWindows .

Die Kommunikation zwischen Maschinen kann jedoch problematisch sein, wenn die verschiedenen Geräte, edge devices und Server auf unterschiedlichen Systemarchitekturen laufen. Zudem würde es seitens des Herstellers umfangreiches technisches Wissen erfordern, um die Vorteile der Vernetzung angemessen nutzen zu können.

Schließlich bräuchte man einen Windows , um Daten von den Maschinen-Eingängen zu übertragen. Leider erfordert dies die Einrichtung der Hardware, ständige Updates sowie Aufwand für die Wartung und Absicherung des Systems, was OPC Classic für viele Unternehmen zu einer umständlichen Lösung macht.

Dies führte zur Entwicklung eines einfacheren, offeneren und inklusiveren Standards – OPC UA. Infolgedessen haben moderne Fertigungsbetriebe den OPC UA in ihre Produktionssysteme integriert, wodurch die Produktion optimiert und die Effizienz gesteigert wurde.

In diesem Beitrag befassen wir uns mit dem OPC UA und damit, wie Hersteller OPC UA nutzen, OPC UA die Systeme und Maschinen in ihrer Fertigung miteinander zu vernetzen.

OPC UA für „Open Platform Communication – Unified Architecture“ und ist ein Kommunikationsstandard, der den sicheren Datenaustausch zwischen Clients und Servern unabhängig von deren zugrunde liegender Systemarchitektur ermöglicht. Mit anderen Worten: Er übernimmt die Aufgaben des klassischen OPC und erweitert dessen Funktionsumfang, indem er einen sicheren Informationsaustausch unabhängig vom Betriebssystem einer Maschine ermöglicht.

Viele moderne Fertigungsbetriebe sind mit verschiedenen Arten von Anlagen ausgestattet, die jeweils auf unterschiedlichen Systemen laufen. OPC UA eine einfache, sichere und nahtlose Interoperabilität zwischen diesen Maschinen und den im Unternehmen eingesetzten Fertigungssystemen. Dies liegt vor allem daran, dass OPC UA das Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) anstelle von Windows verwendet.

Einfach ausgedrückt OPC UA Maschinen und Geräten eine sichere Kommunikation über das Internet. Dadurch entfällt die Abhängigkeit vom Microsoft, was die plattformunabhängige Interoperabilität fördert.

Darüber hinaus leistet der offene Schnittstellenstandard mehr als nur die Erleichterung des Datenaustauschs. Im Gegensatz zum ursprünglichen OPC beschreibt die Version mit einheitlicher Architektur die Daten semantisch in einem maschinenlesbaren Format. Dadurch können Maschinen wesentlich effizienter miteinander kommunizieren als bei Anwendungen, die OPC Classic nutzen.

Fertigungsunternehmen wenden den Kommunikationsstandard auf vielfältige Weise an. Dazu gehören unter anderem:

• Diagnose von Anlagen und Geräten

• Fernverwaltung von Computern

• Unterstützung für Remote-Mitarbeiter

• Verstärkte Sicherheitsmaßnahmen in der Industrie

• Übertragung von Gerätedaten in die Cloud über das industrielle Internet der Dinge (IIoT)

• OPC UA die Gestaltung grafischer Benutzeroberflächen für digitale Werkzeuge in Fertigungsunternehmen

Einer der Kernaspekte von Industrie 4.0 ist die Vernetzung und Kommunikation zwischen Industrieanlagen, wodurch wichtige Informationen bereitgestellt werden, die Hersteller für effizientere Produktionsprozesse nutzen können. Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass verschiedene, unterschiedliche Geräte in einer gemeinsamen Sprache kommunizieren müssen.

OPC UA eine praktikable und robuste Plattform für den sicheren und standardisierten Datenaustausch zwischen Geräten und Maschinen.

So wirkt sich der Standard für die industrielle Datenübertragung auf Industrie 4.0 aus:

Verbesserte Datensicherheit: Die Windows ist besonders anfällig für Systemangriffe. OPC UA hingegen OPC UA eine höhere Datensicherheit dank seiner integrierten Verschlüsselung, wodurch der Einsatz von Netzwerk-Firewalls überflüssig wird.

Der Standard gewährleistet plattformübergreifende Datensicherheit durch gängige Sicherheitsprotokolle. So übernimmt beispielsweise X.509 die Authentifizierung und Datenverschlüsselung.

Offenheit und Skalierbarkeit: Der OPC UA ist unter einer Open-Source-Lizenz verfügbar. Dies bietet kompetenten Herstellern die Möglichkeit, ihre SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) zu integrieren und so eine maßgeschneiderte Lösung zu schaffen.

Darüber hinaus gibt der Standardcharakter OPC UAden Herstellern die Gewissheit, dass das System auf absehbare Zeit branchenweit im Einsatz bleiben wird.

Dezentraler Informationsfluss: Industrie 4.0 basiert auf einem freien Informationsfluss zwischen den verschiedenen Geräten. OPC UA dies, indem es den hierarchisch strukturierten Datenfluss in industriellen Systemen aufhebt. Stattdessen ermöglicht dieser Standard den Herstellern, flexiblere Datenmodellierungsstrukturen zu nutzen.

Fertigungsunternehmen statten ihre Fabriken mit internetfähigen Geräten aus, um die Vorteile des industriellen Internets der Dinge (IIoT) zu nutzen.

Zu den Vorteilen gehören:

• Produktionseffizienz durch Automatisierung: Die Kommunikation zwischen Maschinen über die OPC UA ermöglicht es Herstellern, die Datenerfassung zu automatisieren. Dadurch entfällt die Notwendigkeit menschlicher Eingriffe, wodurch sichergestellt wird, dass Produktionsdaten konsistent und präzise erfasst Produktionsdaten . Darüber hinaus werden durch die Automatisierung verschiedene Arten von Verschwendung vermieden, was die Produktionsprozesse effizienter macht.

• Fundierte Entscheidungsfindung: Intelligente Fabriken generieren eine beträchtliche Menge an Daten von vernetzten Geräten in der Fertigung. Die Vorgesetzten können diese Daten anschließend analysieren, um Engpässe oder Ineffizienzen in ihren Abläufen zu erkennen, und so fundiertere Entscheidungen zur Verbesserung der Produktionsprozesse treffen.

• Vorausschauende Instandhaltung: Maschinenstillstände können eine der größten Ursachen für Ineffizienzen in einer Produktionsstätte sein. Laut der Aberdeen Research Group belaufen sich die durchschnittlichen Kosten pro Stunde Stillstand in allen Fertigungsbranchen auf über 260.000 US-Dollar. Daher ist es für Unternehmen wichtiger denn je, ihre Wartungspläne für Anlagen strikt einzuhalten und zu erkennen, wann Maschinen gewartet werden müssen, bevor es überhaupt zu einem Ausfall kommt.

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