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1-2-2019

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Kommunikation Safety

Kommunikation Safety over OPC UA based on PROFIsafe – fertig zum Review Die Experten von PI und OPC Foundation haben den Entwurf der Spezifikation für die Controller-Controller- Kommunikation erstellt und erste Probeimplementierungen belegen den Proof of Concept PI (PROFIBUS & PROFINET International) PROFIBUS Nutzerorganisation e. V. info@profibus.com www.profibus.com Die Joint Working Group zwischen PI (PROFIBUS & PROFINET International) und der OPC-Foundation hat nach kurzer Zeit eine Review- Version der Spezifikation „Safety over OPC UA based on PROFIsafe“ für Controller-Controller-Kommunikation erstellt. Damit sind die entscheidenden Schritte der grundsätzlichen Konzeption und detaillierten Spezifikationsausarbeitung getan. Memorandum of Understanding Gestartet war das Projekt zur SPS IPC Drives 2017 mit einem Memorandum of Understanding basierend auf dem gemeinsamen Verständnis von PI und OPC-Foundation. Die jeweiligen Stärken - sowohl in der Technik als auch in der Marktdurchdringung - mussten für eine fehlersichere Controller-Controller-Kommunikation zusammengebracht werden. Eckpunkte und Randbedingungen Nach der Etablierung einer Joint WG aus namhaften Firmen und Organisationen waren den Experten für funktionale Sicherheit schnell die Eckpunkte und Randbedingungen klar: Die bewährten Protokoll-Sicherungsmechanismen (z. B. CRC- Prüfung, Codenames, Monitoring- Number, Watchdog-Überwachung und SIL-Monitor) können übernommen werden. Allerdings sind Anpassungen in den Zustandsmaschinen, den Protokoll-Datagrammen und der Initialisierung notwendig, da jetzt gleichberechtigte Controller untereinander, statt ein Controller mit unterlagerten Devices, kommunizieren. Flexibilität Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 ist für die Akzeptanz des Standards außerdem die Unterstützung flexibler Anlagenstrukturen mit wechselnden Kommunikationspartnern von entscheidender Bedeutung. Das ist nun gelöst. Safety over OPC UA wird beliebige Netzwerktopologien (Linie, Stern, Ring, etc.) unterstützen, wobei Verbindungen prinzipiell auch zur Laufzeit auf- und abgebaut werden können. Ein gegebenes Interface kann abwechselnd von verschiedenen Partnern genutzt werden. Davon profitieren z. B. modulare Maschinen, Autonomous Guided Vehicles (AGVs), Autonomous Moving Robots (AMRs), Werkzeugwechsler usw. Anders als bei allen heutigen funktional sicheren Kommunikationsprotokollen müssen nicht mehr alle Teilnehmer schon bei der Projektierung gegenseitig bekannt gemacht werden. Dadurch wird es möglich, der Anlage z. B. einen neuen mobilen Roboter hinzuzufügen, ohne alle feststehenden Maschinen neu parametrieren zu müssen. Fertig zum Review Der entsprechende Entwurf der Spezifikation ist ausgearbeitet und das Review in den Gremien kann starten. Eine erste Probeimplementierung als Proof of Concept wurde auf dem PI-Gemeinschaftsstand auf der SPS IPC Drives 2018 gezeigt. Einmal mehr zeigt sich, dass die Kombination von bewährten und führenden Technologien und die Kooperation von starken Organisationen zu praxisgerechten Lösungen führt. PI (PROFIBUS & PROFINET International) ist offen für weitere Schritte. ◄ 50 PC & Industrie 1-2/2019

PROFINET und OPC UA in der praktischen Zusammenarbeit Kommunikation OPC UA und PROFINET bilden eine optimale Kombination für Industrie 4.0 PI (PROFIBUS & PROFINET International) PROFIBUS Nutzerorganisation e. V. info@profibus.com www.profibus.com In intensiver Zusammenarbeit haben Experten von Profibus & Profinet International (PI) und der OPC Foundation in einer Joint Working Group eine Lösung für die Darstellung von Profinet- Daten im OPC UA-Objektmodell spezifiziert. Das Review der Profinet OPC UA Companion Spezifikation steht in Kürze an. Die Nutzerfreundlichkeit der Lösung wurde bereits in der praktischen Umsetzung am Beispiel eines Multivendor-Demonstrators erprobt, der auf der SPS IPC Drives 2018 auf dem PI-Stand mehrere Anwendungen im Zusammenspiel von Profinet und OPC UA aufgezeigt hat. Zu den wesentlichen Inhalten der Profinet OPC UA Companion Spezifikation gehören nach ausführlichen Abstimmungen mit Anwendern die Erfassung und Darstellung von Assetmanagement- und Diagnosedaten. Sehr flexibel lässt sich diese Abbildung in verschiedenen Geräten, je nach Anforderung und Möglichkeit, konkret umsetzen. Über bestehende, mandatory implementierte Profinet-Dienste können Asset- und Diagnosedaten von heute eingesetzten Geräten in einer Anlagensteuerung eingesammelt und über OPC UA an überlagerte Instanzen geliefert werden. Diesen Service kann auch ein Edge-Gateway, das ergänzend in der Anlage eingesetzt wird, anbieten. Der Vorteil hierbei ist, dass an der Steuerung keinerlei Änderungen vorgenommen werden müssen. Diese Use Cases sind dazu prädestiniert, typische Brownfield-Anlagen zu innovieren. Eine direkte Integration des OPC-Mappings in ein Profinet-Feldgerät ist ebenfalls möglich. Bei dieser von Kunden geforderten Verwendung von OPC UA machen sich die Basiseigenschaften von Profinet - die Offenheit für parallele TCP/IP- Kommunikation und eine umfassende Datenstrukturierung - zum wiederholten Male bezahlt. Diese Möglichkeiten sind auch Grundlage für weitere Anwendungen, wie die Implementierungen von eigenen OPC UA-Modellierungen (beispielsweise zur Energiedatenerfassung) oder auch von standardisierten Modellen, wie z. B. Namur Open Architecture (NOA). Erweiterungen der OPC UA-Basisspezifikation notwendig Bei der Ausarbeitung der Companion Spezifikation ergaben Diskussionen der Experten auf Basis der bestehenden und geplanten Anwendungen eine grundlegende Architekturfrage bei verschiedenen OPC UA-Implementierungen in einem Gerät oder Anlagen: Wie können verschiedene Aspekte eine Geräts, wie z. B. Hardware-, Technologie-, Kommunikations-Sicht, sinnvoll zusammenhängend und für den Anwender nachvollziehbar dargestellt werden? Dies wird zu Erweiterungen der OPC UA- Basisspezifikation führen und verdeutlicht, dass PI heute wesentliche Beiträge zu Verbesserung der OPC UA-Basisspezifikation in die Foundation trägt und durch ihr Know-how zur Industrietauglichkeit von OPC UA beiträgt. Zusätzlicher Kundennutzen Profinet und OPC UA können in der Kombination heute schon zusätzlichen Kundennutzen anbieten und werden in Zukunft neue Möglichkeiten wie TSN integrieren. „Die langjährige Zusammenarbeit mit der OPC Foundation, die z. B. Technologien wie FDI hervorgebracht hat, wollen wir in den nächsten Jahren noch intensivieren!“, betont Karsten Schneider, Vorstandsvorsitzender von PI. „Wir können von unserem Know-how gegenseitig sehr profitieren und so Industrie 4.0 in der Kommunikation ermöglichen.“ ◄ PC & Industrie 1-2/2019 51

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