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

Das moderne Industriezeitalter ist auf eine nahtlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Maschinen und Geräten in der Fabrikhalle angewiesen. Außerdem kommunizieren diese Maschinen auch mit Computern und entfernten Datenbanken. Diese Konnektivität ermöglicht es Unternehmen, Daten auf sichere und konsistente Weise zu erfassen.

Um die Interaktion zwischen den verschiedenen Maschinen zu ermöglichen, hat die Open Platform Communications (OPC) Foundation den Kommunikationsstandard für die Automatisierung geschaffen und eingeführt. Die Standardplattform - OPC Classic - ermöglicht die Interoperabilität von Maschinen und erleichtert die Automatisierung in der Fabrikhalle über das System Microsoft Windows .

Die Kommunikation zwischen Maschinen kann jedoch problematisch sein, wenn die verschiedenen Geräte, edge devices, und Server auf unterschiedlichen Systemarchitekturen laufen. Außerdem wäre ein erhebliches technisches Wissen auf Seiten des Herstellers erforderlich, um von der Interkonnektivität angemessen zu profitieren.

Schließlich bräuchte man einen Windows PC, um Daten von der Maschineneingabe zu übertragen. Leider erfordert dies die Einrichtung von Hardware, ständige Aktualisierungen und Arbeit zur Wartung und Sicherung des Systems, was OPC Classic für viele Unternehmen umständlich macht.

Dies führte zur Entwicklung eines unkomplizierteren, offeneren und umfassenderen Standards - OPC UA. Infolgedessen haben moderne Fertigungsbetriebe den Standard OPC UA in ihre Produktionssysteme übernommen und damit die Produktion optimiert und die Effizienz verbessert.

In diesem Beitrag sprechen wir über den Standard OPC UA und darüber, wie Hersteller OPC UA nutzen, um die Systeme und Maschinen in ihrer Werkstatt zu verbinden.

OPC UA steht für Open Platform Communication - Unified Architecture und ist ein Kommunikationsstandard, der den sicheren Datenaustausch zwischen Clients und Servern unabhängig von der zugrunde liegenden Systemarchitektur ermöglicht. Mit anderen Worten, er übernimmt die Aufgabe des klassischen OPC und erweitert diese Fähigkeit, indem er eine sichere Informationsübertragung unabhängig vom Betriebssystem eines Rechners ermöglicht.

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

Einfach ausgedrückt: OPC UA ermöglicht es Maschinen und Geräten, sicher über das Internet zu kommunizieren. Dadurch wird die Abhängigkeit vom System von Microsoftaufgehoben und die plattformunabhängige Interoperabilität gefördert.

Darüber hinaus bietet der offene Schnittstellenstandard mehr als nur eine einfache Datenübertragung. Anders als das ursprüngliche OPC beschreibt die Unified Architecture-Version die Daten semantisch in einem maschinenlesbaren Format. Dadurch können Maschinen viel effizienter miteinander kommunizieren als bei der Verwendung von OPC Classic.

Fertigungsunternehmen wenden den Kommunikationsstandard auf verschiedene Weise an. Einige davon sind:

• Werksausrüstung und Gerätediagnose

• Fernverwaltung von Maschinen

• Unterstützung für Telearbeiter

• Verstärkte industrielle Sicherheitsmaßnahmen

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

• OPC UA informiert über die Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen für digitale Werkzeuge von Fertigungsunternehmen

Einer der Kernpunkte von Industrie 4.0 ist die Konnektivität und Kommunikation zwischen Industrieanlagen, die den Herstellern wichtige Informationen für effizientere Produktionsprozesse liefern. Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass verschiedene unterschiedliche Geräte in einer ähnlichen Sprache kommunizieren müssen.

OPC UA bietet eine praktikable und robuste Plattform für die sichere und standardisierte Datenübertragung zwischen Geräten und Maschinen.

Hier erfahren Sie, wie sich der industrielle Datenübertragungsstandard auf Industrie 4.0 auswirkt:

Höhere Datensicherheit: Die COM/DCOM-Plattform Windows ist besonders anfällig für Systemangriffe. Auf der anderen Seite ermöglicht OPC UA eine bessere Datensicherheit durch seine integrierte Verschlüsselung, die den Einsatz von Netzwerk-Firewalls überflüssig macht.

Der Standard gewährleistet plattformübergreifende Datensicherheit durch wichtige Sicherheitsprotokolle. So sorgt beispielsweise x.509 für die Authentifizierung und Verschlüsselung von Daten.

Offenheit und Skalierbarkeit: Der Quellcode von OPC UA ist unter der Open-Source-Lizenz verfügbar. Dies gibt fähigen Herstellern die Möglichkeit, ihre SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) für eine maßgeschneiderte Lösung zu integrieren.

Darüber hinaus garantiert der Standardcharakter von OPC UAden Herstellern, dass das System auch in absehbarer Zukunft in der gesamten Industrie verwendet wird.

Dezentralisierter Informationsfluss: Industrie 4.0 ist auf einen freien Informationsfluss zwischen den verschiedenen Geräten angewiesen. OPC UA erleichtert dies, indem es den hierarchisch strukturierten Datenfluss in industriellen Systemen abschafft. Stattdessen ermöglicht dieser Standard den Herstellern die Verwendung flexiblerer Datenmodellierungsstrukturen.

Fertigungsunternehmen statten ihre Fabriken mit internetfähigen Geräten aus, um von den Vorteilen des industriellen Internets der Dinge (IIoT) zu profitieren.

Zu den Vorteilen gehören:

• Produktionseffizienz durch Automatisierung: Die Kommunikation zwischen Maschinen über die Plattform OPC UA ermöglicht es Herstellern, die Datenerfassung zu automatisieren. Dies macht menschliche Eingaben überflüssig und stellt sicher, dass Produktionsdaten konsistent und genau erfasst wird. Außerdem werden durch die Automatisierung verschiedene Arten von Verschwendung vermieden, wodurch die Produktionsprozesse effizienter werden.

• Informierte Entscheidungsfindung: Intelligente Fabriken erzeugen eine beträchtliche Menge an Daten von vernetzten Geräten in der Produktion. Die Aufsichtsbehörden können diese Daten dann analysieren, um Engpässe oder Ineffizienzen in ihren Abläufen zu erkennen. So können sie fundiertere Entscheidungen treffen und die Produktionsprozesse verbessern.

• Vorausschauende Wartung: Maschinenstillstand kann eine der größten Quellen für Ineffizienz in einem Unternehmen sein Produktionsstätte. Nach Angaben der Aberdeen Research Group belaufen sich die durchschnittlichen Kosten pro Stunde Stillstand in allen Fertigungsindustrien auf über 260.000 $. Daher ist es für Unternehmen wichtiger denn je, die Wartungspläne ihrer Anlagen im Auge zu behalten und zu erkennen, wann Maschinen gewartet werden müssen, bevor sie überhaupt ausfallen.

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