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12.11.2018

New Level: OPC UA over TSN

Die Shapers sind angetreten, in einem agilen Firmenverbund OPC UA over TSN als einheitlichen, durchgängigen IoT-Kommunikationsstandard zu etablieren. Für die SPS IPC Drives werden weitere Meilensteine angekündigt.

Stefan Schönegger ist Vice President Product Strategy & Innovation bei B&R (Bild: B&R)

„OPC UA TSN ist mehr als die nächste Generation der Industrial-Ethernet-Technologien. Zukünftig wird es die einzige durchgängige IoT-Kommunikationslösung in der Smarten Fabrik sein“, ist Stefan Schönegger, Vice President Product Strategy & Innovation bei B&R, überzeugt. Deshalb stellt OPC UA over TSN für ihn einen Technologiesprung in eine neue Ära dar. Dabei gilt B&R seit einigen Jahren als einer der größten Treiber dieser Technologie. Rückblickend erklärt S. Schönegger, dass es die ersten Gespräche zum neuen Technologiesprung bereits Anfang der 2010er-Jahre gab. Konkret wurde es dann 2016: „Damals hatte sich eine Gruppe von Firmen mit einer gemeinsamen Vision zusammengetan: Eine durchgängig einheitliche Kommunikation von Sensoren und Aktoren über Controller bis in die Cloud. Einig war man sich auch, dass dazu keine neue Organisation gegründet werden sollte, sondern man möglichst in einer der bestehenden Organisationen gemeinsam die Zukunft gestalten – shapen – wollte. Daraus ist später auch der Name ,Shapers‘ entstanden“, erklärt er. Als weiteres gemeinsames Ziel nennt er, dass es auf keinen Fall einen weiteren Feldbuskrieg geben sollte. Stattdessen hätte man als neuen IoT-Kommunikationsstandard eine einheitliche Lösung hervorbringen wollen, die auf vorhandenen Standards aufsetzt und die IT-Welt mit der Sensorik und Aktorik verbindet. „Vor diesem Hintergrund haben B&R und TTTech im September 2016 verschiedene Firmen zu einem ersten Meeting eingeladen und dort gemeinsam entsprechende Maßnahmen verabschiedet. Kurz darauf gab es ein grundsätzliches Kommittment zu den Kernpunkten: Die Shapers setzen auf OPC UA und TSN als Technologien der OPC Foundation und der IEEE und streben eine enge Zusammenarbeit mit der Avnu und dem Industrial Internet Consortium (IIC) an. Gemeinsam sind wir mit dem Ziel angetreten, ein globales Ecosystem zu erschaffen.“ Diese Pläne stellten die Player der ersten Stunde auf der SPS IPC Drives 2016 in Nürnberg vor.

Das Feedback sei über­ragend gewesen – nicht nur von Marktbegleitern, sondern auch von großen globalen Endkunden und von vielen Unternehmen aus dem Maschinenbau. Auf der SPS IPC Drives 2017 folgte der nächste Schritt: weitere wichtige Player, wie Phoenix Contact, Pilz, Hilscher und Wago, kündigten ihre Unterstützung für die Vision der Shapers an“, sagt S. Schönegger und verweist als nächsten Meilenstein auf die Hannover Messe 2018, wo Rockwell Automation verkündete, sich ebenfalls den Shapers anzuschließen.

„Wichtig war es im ersten Schritt, dem Markt zu zeigen, dass die IoT-Technologien tatsächlich dafür geeignet sind, die Sensorik und Aktorik anzusteuern. Das hat B&R maßgeblich vorangetrieben und Ende 2017 erstmals einen Demonstrator gezeigt, der die Leistungsfähigkeit belegte. Hier wurden Zykluszeiten erreicht, die um den Faktor 18 schneller waren, als es mit heutigen IE-Systemen realisierbar ist. Ebenfalls wurde gezeigt, wie Security voll integriert wird und die Lösung auch für kostensensitive Lösungen, wie IO-Systeme, interessant ist. Technologisch stehen wir aktuell vor der Serienauslieferung erster Feldgeräte“, berichtet er.

Aus Sicht von B&R wird OPC UA over TSN der einzige IoT-Kommunikationsstandard der Zukunft in der Automatisierung sein – vom Sensor über die Steuerungstechnik bis in die Cloud. Dabei stellt er eine einzige durchgehende Verbindung her, ohne dass Gateways erforderlich sind. „Natürlich müssen auch bestehende Geräte mit etablierten Technologien mitgenommen werden. So werden beispielsweise auch Powerlink-Geräte nahtlos einbindbar sein und OPC UA TSN somit quasi zum großen Bruder von Powerlink werden“, verdeutlicht er. Der einzig mögliche Weg, ein globales Ecosystem zu erschaffen, führt für S. Schönegger über die OPC Foundation und IEEE. „Mit diesen beiden Organisationen wird B&R  in Zukunft maßgeblich den Standard gestalten. Aber natürlich wird es weitere Partner und Organisationen geben“, gibt er an. Als Beispiel nennt er den VDMA, der gemeinsam mit der OPC Foundation den Standardisierungsteil auf Applikationsebene der Maschine-zu-Maschine-Kommunikation erarbeitet. Außerdem werden weiterhin IIC, Avnu aber auch das Edge Computing Consortium oder das LNI eine Rolle bei den Aktivitäten spielen.

Ausblick auf die SPS IPC Drives

Die SPS IPC Drives 2018 wird bereits im Vorfeld als der größte Meilenstein in der Geschichte von OPC UA over TSN angekündigt. „Auf dieser Messe werden sich wohl alle wichtigen Player zu dem Standard bekennen und eine zukünftige Unterstützung verkünden“, sagt S. Schönegger und lässt Industriekenner damit vermuten, dass sich Siemens nach langer Zurückhaltung des Themas OPC UA over TSN für die Feldebene annehmen könnte!? Einen weiteren Grund zur Freude haben die Shapers, da sich – ebenfalls nach langem Zögern – nun wohl doch die von ihnen favorisierte Nutzerorganisation OPC Foundation als Host-Organisation der Vision der Shaper annehmen wird. Genaueres werden wir auf der SPS IPC Drives erfahren.

Anfang November hatte die OPC Foundation dann folgende Meldung veröffentlicht:

"The OPC Foundation is pleased to announce the launch of its new setup to identify OPC UA and related TSN-harmonization needs and extends OPC Foundation standards and specifications. The goal of this initiative is to deliver an open, cohesive approach to implement OPC UA including TSN and associated application profiles. This will advance the OPC Foundation providing vendor independent end-to-end interoperability into field level devices for all relevant industry automation use-cases. The OPC Foundation vision of becoming the worldwide industrial interoperability standard is advanced by integrating field devices and the shop floor.


A new set of working groups will identify, manage and standardize the OPC UA relevant topics focused on industrial automation including,

  •   harmonization and standardization of application profiles e.g. IO, motion control, safety, system redundancy,
  • standardization of OPC UA information models for field level devices in offline e.g. device description and online e.g. diagnostics,
  • mapping of OPC UA application profiles related to real-time operations on ethernet networks including TSN,
  • definition of certification procedures.

The working groups will closely align with the TSN Profile for Industrial Automation (TSN-IA-Profile) which will be standardized by the IEC/IEEE 60802 standardization group. This will help ensure that a single, converged TSN network approach is maintained so that OPC UA can share one common multi-vendor TSN network infrastructure together with other applications.  

This initiative integrates well with existing joint working groups engaged in ongoing companion specification e.g. description of machines."

Weitere Details wurden für den Nachmittag des 27. November angekündigt.

www.br-automation.com

SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 114/206

https://opcfoundation.org

SPS IPC Drives: Halle 5, Stand 347

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