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.
