Drei Jahre nach ihrem Start hat die Field Level Communications Initiative (FLC) der OPC Foundation die OPC-UA-FX-Spezifikationen (Field eXchange) fertiggestellt und den Review- und Freigabeprozess gestartet. Darüber hinaus wurde eine Multi-Vendor-Demo mit Steuerungen und Netzwerkinfrastrukturkomponenten von 20 weltweit bedeutenden Automatisierungsanbieter realisiert, um die herstellerübergreifende Interoperabilität von Automatisierungskomponenten für die unterschiedlichen Anwendungsfälle in der Fabrik- und Prozessautomation zu demonstrieren.
Öffentlich verfügbare Spezifikation
Die FLC-Initiative hat mit der Fertigstellung des zweiten OPC-UA-FX-Spezifikationskandidaten einen wichtigen Meilenstein im laufenden Projekt erreicht, der nach der Prüfung durch die OPCF-Mitglieder die erste öffentlich verfügbare Spezifikation sein wird. Der Release Candidate der Field Level Communications Initiative besteht aus vier Spezifikationsteilen (Parts 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 Topologieerkennung und Zeitsynchronisation.
- Teil 83 (OPC 10000-83) beschreibt die Datenstrukturen für den Austausch von Informationen, die für das Offline-Engineering benötigt werden, unter Verwendung von Deskriptoren und Deskriptor-Paketen.
UAFX-Multi-Vendor-Interoperabilitäts-Demo
Darüber hinaus wurde eine Multi-Vendor-Interoperabilitätsdemo realisiert, die Komponenten von insgesamt 20 Herstellern kombiniert, um einen herstellerübergreifenden Datenaustausch über OPC UA und die Erweiterungen für die Feldebene, OPC UA FX, zu ermöglichen. Der Fokus der Interoperabilitätsdemo liegt auf der horizontalen Kommunikation zwischen Automatisierungskomponenten, d.h. der Controller-to-Controller-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.
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 sowie Wago und Yokogawa.
Weitere relevante Aspekte
Zwei zusätzliche Demos wurden implementiert, um weitere äußerst relevante Aspekte für die Kommunikation auf Feldebene 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 die entwicklungsbegleitende Prüfung und Zertifizierung von OPC-UA-Safety-Geräten auf Basis der neuen OPC-UA-Safety-Spezifikation, die nun auch PubSub und UAFX unterstützt, eingesetzt werden soll. (ge)
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