Erfolg­rei­che indus­tri­el­le Automatisierung

In der indus­tri­el­len Auto­ma­ti­sie­rung setzt sich die Ether­net-Kom­mu­ni­ka­ti­on immer mehr durch. Die Ent­schei­dung, wel­ches Indus­trie­pro­to­koll für wel­che Archi­tek­tur­ebe­ne am bes­ten geeig­net ist, liegt jedoch immer noch beim Nutzer.
Eine der wich­tigs­ten Vor­aus­set­zun­gen für eine erfolg­rei­che indus­tri­el­le Auto­ma­ti­sie­rung ist eine hohe Kon­nek­ti­vi­tät von der nied­rigs­ten bis zur höchs­ten Archi­tek­tur­ebe­ne. Die ein­fachs­ten Feld­ver­bin­dun­gen sind fest ver­drah­te­te E/A‑Punkte. Die­se wur­den im Lau­fe der Jah­re durch indus­tri­el­le Feld­bus­se ergänzt bzw. nach und nach ersetzt. Für die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen den Gerä­ten auf den höhe­ren Archi­tek­tur­ebe­nen sind ande­re Netz­wer­ke und Pro­to­kol­le bes­ser geeignet.
Ein bedeu­ten­der Fort­schritt, der in den letz­ten zehn Jah­ren erzielt wer­den konn­te, ist die zuneh­men­de Ver­wen­dung von Ether­net-Ver­bin­dun­gen für die indus­tri­el­le Kon­nek­ti­vi­tät. Doch auch wenn sich die­se Opti­on  gegen­über vie­len ande­ren Kom­mu­ni­ka­ti­ons­op­tio­nen immer mehr durch­setzt, müs­sen Nut­zer immer noch ent­schei­den, wel­che indus­tri­el­len Pro­to­kol­le in ihrem kon­kre­ten Anwen­dungs­fall am bes­ten geeig­net sind.
Je nach­dem, in wel­cher Anwen­dung und wo genau inner­halb des Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­tems ein Pro­to­koll zum Ein­satz kom­men soll, wird sich der Nut­zer für das eine oder das ande­re Pro­to­koll ent­schei­den. Eini­ge davon sind ziem­lich aus­ge­reift und eig­nen sich für alle Archi­tek­tur­ebe­nen. Aller­dings ent­hal­ten vie­le auch noch Tech­no­lo­gien, die mitt­ler­wei­le ver­al­tet sind. Ande­re Pro­to­kol­le wur­den für bestimm­te Anwen­dun­gen wie z. B. für Hoch­ge­schwin­dig­keits­be­we­gun­gen opti­miert. Auf den obe­ren Archi­tek­tur­ebe­nen, d.h. der Netz­wer­kebe­ne ober­halb der Betriebs- und der Steue­rungs­ebe­ne, gel­ten für die Aus­wahl des pas­sen­den Pro­to­kolls ganz ande­re Vor­ga­ben als auf der Ebe­ne der Feld­ge­rä­te und E/A‑Punkte.
Auf der Pro­duk­ti­ons­ebe­ne inter­agie­ren vie­le ver­schie­de­ne Sys­te­me mit­ein­an­der. Dies macht ein siche­res Netz­werk­pro­to­koll mit zahl­rei­chen kon­text­be­zo­ge­nen Links erfor­der­lich, da nur so sicher­zu­stel­len ist, dass aus den Roh­da­ten tat­säch­lich wert­vol­le Infor­ma­tio­nen gewon­nen wer­den kön­nen. In die­sem Arti­kel wird erör­tert, war­um das Netz­werk­pro­to­koll OPC UA für die­se Auf­ga­ben beson­ders geeig­net ist. Das Pro­to­koll wur­de spe­zi­ell für die umfas­sen­den Auf­ga­ben im Indus­trie­be­reich ausgelegt.

Auf­bau eines Betriebsnetzwerks

Indus­tri­el­le Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­te­me bestehen aus zahl­rei­chen Gerä­ten und Kom­po­nen­ten, die alle mit­ein­an­der ver­bun­den bzw. ver­netzt sind. Feld­ge­rä­te wie Sen­so­ren, Aktua­to­ren und intel­li­gen­te Ele­men­te sind dabei mit Steue­rungs­ein­hei­ten ver­bun­den. Die­se spei­cher­pro­gram­mier­ba­ren Steue­run­gen (SPS) und pro­gram­mier­ba­ren Auto­ma­ti­ons­steue­run­gen (PAC) über­wa­chen und steu­ern die Feld­ge­rä­te, kom­mu­ni­zie­ren mit­ein­an­der, sind mit Mensch-Maschi­ne-Schnitt­stel­len (HMIs) sowie SCA­DA-Sys­te­men zur Über­wa­chung und Steue­rung ver­schie­de­ner Pro­zes­se ver­netzt und unter­stüt­zen ver­schie­de­ne Auf­ga­ben wie die Archi­vie­rung, Aus­wer­tung und wei­te­re Ver­ar­bei­tung von Daten.