Meilenstein in der Field Level Communications-Initiative erreicht

Die OPC Foundation (OPCF) hat bekannt gegeben, dass ihre Field Level Communications Initiative mit der Fertigstellung und Veröffentlichung des zweiten Release Candidate der OPC UA FX Spezifikation einen wichtigen Meilenstein im laufenden Projekt erreicht hat. Der Release Candidate der Field Level Communications Initiative besteht aus vier Spezifikationsteilen (Teile 80-83) und konzentriert sich auf die Kommunikation zwischen Automatisierungskomponenten zum Austausch von Prozess- und Konfigurationsdaten unter Verwendung von OPC UA Client/Server und PubSub Erweiterungen in Kombination mit Peer-to-Peer Verbindungen und Basisdiagnose:

• Teil 80 (OPC 10000-80) gibt einen Überblick und führt in die grundlegenden Konzepte der Nutzung von OPC UA für die Kommunikation auf Feldebene ein.
• Teil 81 (OPC 10000-81) spezifiziert das Basis-Informationsmodell und die Kommunikationskonzepte, um die verschiedenen Anwendungsfälle und Anforderungen der Fabrik- und Prozessautomatisierung zu erfüllen.
• Teil 82 (OPC 10000-82) beschreibt Netzwerkdienste, wie z.B. Topologieerkennung und Zeitsynchronisation.
• Teil 83 (OPC 10000-83) beschreibt die Datenstrukturen für den Austausch von Informationen, die für das Offline-Engineering mit Hilfe von Deskriptoren und Deskriptor-Paketen benötigt werden.

Für die diesjährige SPS in Nürnberg wurde eine herstellerübergreifende Interoperabilitätsdemo realisiert, die Komponenten von insgesamt 20 Herstellern - darunter die weltweit größten Automatisierungsanbieter - kombiniert, um einen herstellerübergreifenden Datenaustausch über OPC UA und die Erweiterungen für die Feldebene, OPC UA FX (Field eXchange), zu ermöglichen.

Der Schwerpunkt der Interoperabilitätsdemo liegt auf der horizontalen Kommunikation zwischen Automatisierungskomponenten, d.h. der Controller-to-Controller (C2C)-Kommunikation. Mit den UAFX-Erweiterungen sind die Steuerungen in der Lage, über UAFX Connections und PubSub-Mechanismen Prozessdaten mit anderen Steuerungen auszutauschen. In der Demo selbst werden die Prozessdaten über UDP/IP über kabelgebundenes Ethernet oder Ethernet TSN sowie in Kombination mit einer 5G-Funkverbindung ausgetauscht.

In der Demo fungieren die Controller als UAFX Publisher und/oder UAFX Subscriber, die über UAFX Connections Daten austauschen. Die Konfiguration und Vernetzung der Controller erfolgt über sogenannte UAFX Connection Manager, die entweder in den Controller integriert oder als externe Softwarekomponente implementiert sind. Die verwendeten Connection Manager wurden von Siemens und Unified Automation implementiert. Die Überwachung aller Steuerungen erfolgt in Echtzeit über ein zentrales Dashboard, das den jeweiligen Status, ausgewählte Prozessdaten und weitere Informationen aus dem UAFX-Asset-Information-Modell der Automatisierungskomponenten visualisiert.

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Teilnehmer an der Demo sind die Hersteller: ABB, Beckhoff, Bosch Rexroth, B&R, Emerson, Festo, Honeywell, Hirschmann/Belden, Huawei, Kuka, Mitsubishi, Moxa, Omron, Phoenix Contact, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, Unified Automation, Wago und Yokogawa.

Zwei zusätzliche Demos wurden implementiert, um zwei für die Kommunikation auf der Feldebene äußerst relevante Aspekte zu beleuchten: Erstens eine Multi-Vendor-Demo zur Demonstration des deterministischen Transports in einem konvergenten Netzwerk auf der Basis von OPC UA über TSN unter Verwendung der UAFX-Erweiterungen mit einem direkten Layer-2-Mapping zur Optimierung der Effizienz für hochleistungsfähige Echtzeitanwendungen. Zweitens der Prototyp eines Safety Testing Tools, das für das entwicklungsbegleitende Testen und die Zertifizierung von OPC UA Safety Geräten auf Basis der neuen OPC UA Safety Spezifikation, die nun auch PubSub und UAFX unterstützt, eingesetzt werden soll.

Peter Lutz, Director Field Level Communications der OPC Foundation sagt: "Wir freuen uns über die Fortschritte, die unsere Arbeitsgruppen in den letzten Monaten trotz COVID-19 und den damit verbundenen Einschränkungen gemacht haben. Die Fertigstellung des zweiten Release Candidate und einer beeindruckenden Multivendor-Live-Demo ist ein großer Erfolg, denn die Spezifikationen sind nun ausgereift, so dass der Review-Prozess durch die Mitglieder gestartet werden konnte."

Seit dem Start der Field Level Communications Initiative im November 2018 haben mehr als 320 Experten aus über 65 Mitgliedsunternehmen der OPC Foundation dazu beigetragen, die technischen Konzepte zu erstellen und die Spezifikationsinhalte für die Erweiterung des OPC UA-Frameworks für die Kommunikation auf Feldebene auszuarbeiten, einschließlich Determinismus, Bewegung, Instrumente und funktionale Sicherheit.

Thomas Brandl von Bosch Rexroth, der Vorsitzende des Lenkungsausschusses der Field Level Communications Initiative, kommentiert: "Es ist bemerkenswert, wie viele Unternehmen - darunter alle großen Automatisierungsanbieter und Schlüsseltechnologieanbieter aus der ganzen Welt - sich an unserer Initiative beteiligen und wie konstruktiv alle Experten zusammenarbeiten, um das gemeinsame Ziel, OPC UA in die Feldebene zu bringen, voranzubringen."

Fortschritte wurden auch von zwei anderen Arbeitsgruppen der Field Level Communications Initiative erzielt, die zu einer harmonisierten Lösung für Motion- und Safety-Anwendungen beitragen:

• Die Safety Working Group hat die Version 2.0 der OPC UA Safety Spezifikation (OPC 10000-15) fertiggestellt, die Erweiterungen für OPC UA PubSub und Unterstützung für OPC UA FX (Field eXchange) enthält.
• Die Motion Working Group hat im Mai 2020 ihre Arbeit aufgenommen, um eine Architektur und ein gemeinsames Informationsmodell für Motion-Geräte zu entwickeln, was zur Erstellung von Anforderungsspezifikationen und technischen Konzepten geführt hat.

Stefan Hoppe, Präsident der OPC Foundation: "OPC UA wird aufgrund seiner Vielseitigkeit und Herstellerunabhängigkeit bereits heute in vielen verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt und von verschiedenen Initiativen in der Prozess- und Fabrikautomation unterstützt. Die von der Field Level Communications Initiative spezifizierten OPC UA Erweiterungen sind ein wichtiger Treiber zur Unterstützung der Vision der OPC Foundation, OPC UA als voll skalierbare, standardisierte industrielle Interoperabilitätslösung zu etablieren, vom Sensor bis zur Cloud."

Über die Field Level Communications Initiative:

Die folgenden Unternehmen sind Mitglieder des Lenkungsausschusses der Field Level Communications Initiative und bieten sowohl technische als auch sehr geschätzte finanzielle Unterstützung: ABB, Beckhoff, Rexroth, B&R, Cisco, Emerson, Festo, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, Kuka, Lenze, Mitsubishi Electric, Molex, Moxa, Murrelektronik, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech , Wago, Yokogawa. Die technischen Arbeitsgruppen der Field Level Communications Initiative stehen allen Mitgliedern der OPC Foundation offen.

Über die OPC Foundation:

Seit 1996 hat die OPC Foundation die Entwicklung und Einführung der OPC-Standards für den Informationsaustausch gefördert. Als Befürworterin und Bewahrerin dieser Spezifikationen hat die Foundation die Aufgabe, Industrieanbieter, Endanwender und Softwareentwickler bei der Aufrechterhaltung der Interoperabilität ihrer Fertigungs- und Automatisierungsanlagen zu unterstützen.

Die OPC Foundation hat es sich zur Aufgabe gemacht, die besten Spezifikationen, Technologien, Prozesse und Zertifizierungen bereitzustellen, um eine hersteller- und plattformübergreifende, sichere und zuverlässige Interoperabilität für die Übertragung von Daten und Informationen aus der eingebetteten Welt in die Unternehmens-Cloud zu erreichen. Die Foundation betreut weltweit über 850 Mitglieder in den Bereichen Industrieautomation, IT, IoT, IIoT, M2M, Industrie 4.0, Gebäudeautomation, Werkzeugmaschinen, Pharma, Petrochemie und Smart Energy.