11. März 2011

Einheitlicher Zugriff auf Automatisierungsdaten

Beitrag aus openautomation 1-2/2011


Für den Zugriff auf aktuelle Automatisierungsdaten ist OPC der am weitesten verbreitete Kommunikationsstandard in der Industrie. Mit OPC UA ist ein Nachfolger am Start, der den aktuellen Standard weiter ausbaut und zusätzlich den Herstellern von Kommunikationsprodukten genügend konstruktiven Freiraum gibt, um dem Kunden Mehrwert zu bieten. Der Einstieg als auch der Umstieg in die neue Technologie wird dem Anwender so komfortabel wie möglich bereitet.


Der Kommunikationsstandard OPC bietet Zugriff auch auf komplexe Automatisierungssysteme über eine einheitliche Lösung. Die neue Spezifikation OPC UA bringt jetzt weiteren Mehrwert. Dabei sind Umstieg und Einstieg einfach möglich

Für den Austausch von Informationen zwischen einer Steuerung und Bedien- und Beobachtungssystemen werden heute bevorzugt standardisierte Mechanismen eingesetzt, um einen derartigen Datenaustausch unabhängig vom eingesetzten Bussystem bzw. Protokoll zu halten. Mit OPC (Openness, Productivity and Collaboration) existiert seit langer Zeit ein Kommunikationsstandard am Markt, mit dem auch sehr komplexe Verbünde aus Automatisierungssystemen über eine herstellerübergreifende Schnittstelle betrieben werden können.

Mithilfe dieser Spezifikation ist eine Vielzahl von OPC-Produkten entstanden. Der eine Teil, die OPC-Server, stellt die verschiedenen Informationen, wie Alarmmeldungen, Datenänderungen usw., über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung. Der andere Teil, die OPC-Clients, zeigt diese Informationen dem Bediener der Automatisierungsanlage, welcher gegebenenfalls reagieren und entsprechende Änderungen in die Automatisierungssysteme zurückschreiben kann, zum Beispiel „Ventil öffnen“ oder „Motor starten“. Das Zusammenspiel zwischen OPC-Server und OPC-Client basiert auf dem Standard OPC. Dieser hat seit einiger Zeit einen Nachfolger bekommen: OPC UA (Unified Architecture). Dabei ist der neue Standard eine konsequente Weiterentwicklung des klassischen OPC und bietet Bekanntes, wie Alarmmeldungen oder Datenänderungen. Der zusätz­liche Kundenutzen der neuen Spezifika­tion liegt beispielsweise in der Plattform­unabhängigkeit oder der einfachen Absicherung der OPC-Client-Server-Kommunikation.

Die OPC-Architektur: einfacher Zugriff auf Informationen über verschiedene Automatisierungsproto­kolle durch eine einheitliche Schnittstelle zum Bedien- und Beobachtungssystem

Migration leicht gemacht
Oft gilt es für den Anwender, bei der Erweiterung oder der Neuplanung eines Automatisierungssystems eine Grundsatzentscheidung zu treffen: Soll Standard A oder Standard B unterstützt werden?


Bei OPC könnte man Gleiches vermuten, das heißt der, Anwender hätte die Qual der Wahl, ob er auf das klassische, windowsbasierte OPC (COM/DCOM) setzt oder bereits auf den neuen Standard OPC UA mit seinem erweiterten Funktionsumfang. Doch diese Grundsatzentscheidung bleibt dem Anwender erspart, denn einige Produkte bieten beide Interfaces an. Die Vorteile liegen auf der Hand:





Ein primäres Ziel bewährter Produktanbieter ist es, dem Anwender einen reibungslosen Systemumstieg zu ermöglichen. Dafür bieten einige Hersteller Testsoftware an, damit ihre Kunden neue Funktionalitäten einfach und schnell testen können. Dadurch kann der Anwender leichter beurteilen, wie und wann er das jeweilige Produkt in seinem Automatisierungssystem zum Einsatz bringen möchte. Bei OPC sind dies meist Test-Clients, wie Simatic Net OPC Scout V10 von Siemens. Dieser Test-Client zeigt dem Anwender einfach und schnell die Funktionalitäten des OPC-Serverprodukts an. Die neue OPC-UA-Schnittstelle ist dabei eine der gezeigten Funktionalitäten, denn der Test-Client unterstützt sowohl die klassische COM/DCOM-basierte Schnittstelle als auch die neue Welt mit OPC UA. Kombiniert mit einer entsprechenden Testversion des OPC-Produkts, kann der Umstieg ohne große Anfangsinves­tition vorbereitet werden.



Die kostenlose Testsoftware Simatic Net OPC Scout V10 bei den OPC-Servern von Siemens erleichtert dem Anwender die Inbetriebnahme

Umstieg durch Einstieg
Für einige Anwender stellt sich die Frage des richtigen Zeitpunkts und etwaiger Einstiegshürden bei neuen Technologien. Den Zeitpunkt kann der Anwender anhand seiner Situation, zum Beispiel Automatisierungsumbau im Zug von Produk­tionsferien, selbst bestimmen. Auch die Einstiegshürde bei OPC UA ist niedrig, denn der neue Standard baut den aktuellen und bekannten, windowsbasierten COM/DCOM-Standard konsequent aus und bringt dabei die verschiedenen Vorteile, wie Datenhaltung auch bei Verbindungsunterbrechung, zur Geltung.


Zusätzlich gibt es von den Produktherstellern verschiedene Hilfsmittel, welche den Einstieg beim Einsatz von OPC weiter erleichtern. Basis eines jeden Produkts sind Dokumentationen und Handbücher. Diese geben dem Anwender die notwendigen Hinweise zur Technologie und dem gekauften Produkt. Darüber hinaus wird häufig Testsoftware beigelegt. Sie erleichtert dem Anwender die Inbetriebnahme bzw. das erste Kennenlernen des Produkts und der neuen Technologie.


Ein weiterer hilfreicher Schritt für den Einstieg sind realistische Anlagenbeispiele. Diese erklären grundlegende Dinge, aber auch neue Funktionen, etwa die Erstellung eines OPC-Clients mit einem gesicherten Zugriff auf die Prozessdaten, wie unter http://support.automation.siemens.com (Beitrags-ID: 42014088) nachlesbar.


Zusätzlich zu den Hilfsmitteln der OPC-Produkthersteller kann sich der Anwender direkt bei der OPC Foundation Einstiegsinformationen oder technische Details beschaffen. Einen guten Einstieg bietet dazu die Seite www.opcfoundation.org. Hier findet der Anwender unter anderem Videos und Präsentationen, aber auch die freigegebenen Spezifika­tionen im Detail.


Der Mehrwert macht den Unterschied
Neue Spezifikationen müssen auch den notwendigen Mehrwert für den Kunden und somit den Anreiz für den Einstieg oder Umstieg geben. Erst so bekommen sie die notwendige Akzeptanz und rechtfertigen den Aufwand. Die Nachfolgerspezifikation OPC UA bietet Mehrwert, unter anderem durch Security, Plattformunabhängigkeit, die Abbildung neuer IEC-Standards, wie PLCopen, usw. Damit stellt sich für den Anwender nicht mehr die Frage, ob das Automatisierungssystem mit OPC realisiert werden soll, sondern ob das Automatisierungssystem mit der klassischen COM/DCOM-basierten Schnittstelle oder gleich mit OPC UA umgesetzt werden kann. Dabei ist die Migration einfach und sanft möglich, sodass alle Kundenanforderungen hinsichtlich Um- und Einstieg erfüllt werden.


Bei der Auswahl der Produkte sollte auf die Einhaltung der umgesetzten OPC-Spezifikation geachtet werden, was durch OPC-Zertifizierungen der Produkte sichergestellt ist. Eine Übersicht finden Interessierte auf der OPC-Foundation-Website (www.opcfoundation.org) unter „Products/Lab Certified Products“. Dabei sollte das ausgewählte Produkt mindestens das Logo „self-tested“, besser aber das „certified“-Logo – vergeben durch ein unabhängiges Testlabor – tragen. Denn bei OPC-Produkten mit diesen Zertifizierungen kann der Anwender sicher sein, dass sie untereinander reibungslos zusammenspielen, auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen.


Fazit
Mit OPC hat der Kunde einen industriellen Kommunikationsstandard, der eine unabhängige und standardisierte Softwareschnittstelle im Automatisierungsumfeld anbietet. Mit OPC UA ist eine neue Spezifikation entstanden, die den Kunden Mehrwert bietet und gleichzeitig den Umstieg so einfach wie möglich macht. Der Einstieg in diese Welt wird durch die Produkthersteller unterstützt, die alles Notwendige tun, um die Einstiegshürde so niedrig wie möglich zu halten.


René Bernhard
René Bernhard ist Produktmanager Industrial Communication in der Business Unit Sensors and Communication in der Division Industry Automation des Siemens-Sektors Industry in Nürnberg.


Weitere Informationen unter www.siemens.de/simatic-net.


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