Von der SPS- bis zur SAP-Anbindung

Im Rahmen einer Arbeitsgruppe des AIM Verbandes (Automa-tische Identifikation, Datenerfassung und mobile Datenkommunikation) hat Harting intensiv an der Definition der Companion Specification mitgearbeitet. Sie beschreibt das Informationsmodell von Auto-ID-Geräten, vereinfacht die Kommunikation mit diesen Geräten sowie die Integration dieser Geräte in ein System. Zudem erleichtert der Einsatz von OPC UA den Auto-ID-Geräten die Kommunika-tion mit Drittsystemen. Nahezu alle großen Automatisierungshersteller haben OPC UA implementiert oder werden diesen Kommunikationsstandard in Zukunft unterstützen. Interoperabilität ist ein Kernpunkt des Industrie-4.0-Gedankens, den auch Harting aktiv mitgestalten möchte.

Die fortschreitende Automatisierung erfordert immer mehr heterogene Systeme. Neuartige Fragestellungen und Aufgaben können nur bewältigt werden, indem die Kommunikationsteilnehmer die relevanten Informationen direkt miteinander austauschen können. UHF-RFID- aber auch andere Auto-ID-Technologien sind ohne Zweifel Schlüsseltechnologien für die Umsetzung der Integrated-Industry-Philosophie. Umso wichtiger ist es, dass diese Technologien möglichst einfach in Gesamtlösungen integriert werden können.

OPC UA ist vom Betriebssystem und der Plattform unabhängig und beliebig skalierbar. Somit können verschiedene Geräte, vom RFID- Reader bis zum Leitsystem, unabhängig vom Betriebssystem beliebige Daten miteinander austauschen. Entscheidend für den Aufbau zukunftsfähiger Kommunikationsstrukturen ist hierbei die Möglichkeit, dass die einzelnen Kommunikationsteilnehmer sowohl als Server als auch als Client agieren können. Daher können sie Daten anfordern oder zur Verfügung stellen. Dies bildet die Grundlage für eine autarke, bidirektional Kommunikation von Teilsystemen. Der Funktionsumfang umfasst hierbei sowohl das Aufrufen von Funktionen, das Ändern von Konfigurationsparametern sowie eine Event-gesteuerte Kommunikation. Hierzu können die Kommunikationspartner untereinander Events subscriben und somit festlegen, über welche Ereignisse, z.B. „neuer RFID-Transponder erkannt“ sie informiert werden möchten.

Security, eines der entscheidenden Themen für eine immer stärker vernetzte Produktionswelt, ist in OPC UA direkt implementiert und hervoragend umgesetzt. Dies wurde sogar durch unabhängige Tests vom BSI bestätigt.

Dank des objektorientierten Ansatzes von OPC UA können herstellerspezifische Eigenschaften der einzelnen Geräte erhalten bleiben, ohne dass der Standard verletzt wird. OPC UA definiert wie kommuniziert wird, aber nicht was. Daher ist es vollkommen anwendungs- und geräteneutral. Welche Funktionen und Variablen ein Gerät zur Verfügung stellt, wird zur Laufzeit ermittelt, sofern es nicht im Vorfeld bekannt ist. Das komplette Datenmodell eines Kommunikationsteilnehmers kann abgefragt werden. Hierbei werden nicht nur Funktionen und Variablen ermittelt, sondern ebenso die verwendeten Datentypen. So können auch unbekannte Kommunikationsteilnehmer einfach in die Infrastruktur integriert werden.

Damit eine solche Integration noch einfacher gelingt, können die Datenmodelle von Gerätegruppen oder branchentypischen Anwendungen bereits in sogenannten Companion Specifications vordefiniert werden. Diese Spezifikationen beinhalten den wesentlichen Funktionsumfang inklusive der Datentypbeschreibung der einzelnen Variablen, Übergabe- und Rückgabeparameter. Der Vorteil einer solchen Companion Specification liegt auf der Hand. Je mehr Hersteller einer solchen Empfehlung folgen und ihre Kommunikationsschnittstellen entsprechend umsetzen, desto schneller können verschiedene Geräte, auch unterschiedlicher Hersteller, in neue Anwendungen integriert werden. Dies spart Zeit und erhöht den Investitionsschutz von Kunden. Darüber hinaus können diese Spezifikationen gerätespezifisch bzw. herstellerspezifisch individuell dank des objektorientierten Ansatzes von OPC UA erweitert werden. Hersteller können also ihre einzigartigen Features beibehalten und dennoch auf einer gemeinsamen Kommunikationsbasis aufsetzen. Harting hat das Potenzial von OPC UA schon früh erkannt und während der Hannover Messe 2013 eine erste OPC-UA-Demo auf Basis eines RFID-Readers vorgestellt. Neue Produkte, wie die flexible Embedded-Plattform MICA sowie der RFID-Reader Ha-VIS RF-R300 unterstützen heute auf Wunsch auch OPC UA.

Getrieben von der Motivation, dass ein akzeptiertes, standardisiertes Kommunikationsinterface zu Auto-ID-Geräten die Arbeit von System-Integratoren deutlich effizienter gestaltet, hat Harting das Thema vor etwa zwei Jahren in einen Arbeitskreis des AIM Deutschland (Association for Automatic Identification and Mobility) eingebracht. Gemeinsam mit anderen Unternehmen beschloss der Verband in Kooperation mit der OPC Foundation, eine Companion Specification für Auto-ID-Geräte zu definieren. Nachdem vor einem Jahr ein erster Entwurf vorlag, wird zur diesjährigen Hannover Messe die Version 1.0 der AutoID OPC UA Companion Specification vorgestellt.

Neben der Kommunikation via OPC UA vom Auto-ID-Gerät zur SPS kann beispielsweise auch direkt mit einem SAP-System oder Microsoft Azure gesprochen werden. So ist es möglich, Auto-ID-Daten direkt bis in die Cloud zu bringen. Nahezu alle großen Hersteller von ERP-, MES- und SPS-Systemen setzen bereits heute auf OPC UA als den gemeinsamen Kommunikationsstandard. Damit setzt die Auto-ID-Branche auf einen Standard, der bereits tausendfach in Applikationen erprobt ist und sich in der Automatisierungswelt etabliert hat. 2015 wurde OPC UA darüber hinaus auch offiziell in dem Ergebnisbericht der Plattform Industrie 4.0 „Umsetzungsstrategie Industrie 4.0“ für die Realisierung des Communication Layers benannt. ge

Der Autor: Olaf Wilmsmeier, Produktmanager RFID bei Harting in Espelkamp

Harting IT Software Development

Espelkamp

Tel. 05772-470

www.harting-rfid.com

Hannover Messe:

Halle 11, Stand C13

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