Se dipende dai creatori del OPC UA Gli standard dovrebbero essere proprietari protocolli di rete presto sarà un ricordo del passato. Sempre più produttori di tecnologia di comunicazione offrono già prodotti con una connessione OPC UA indipendente dal produttore. Qui puoi scoprire qual è lo stato attuale della tecnologia del futuro e quali nuovi prodotti stanno arrivando sul mercato.
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OPC UA – aperto a tutti
OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) è stato sviluppato per diversità di protocollo sotto il bus di campo inviare alla storia. Questo sta diventando sempre più necessario perché l'IIoT (Industrial Internet of Things) rende la comunicazione nella fabbrica dell'Industria 4.0 così complessa che le reti con centinaia di nodi sul campo sono all'ordine del giorno.
Macchine e sistemi nel capannone di produzione digitale con molti componenti di rete diversi come controllori, sensori, attuatori, ecc. devono essere collegati tramite i vari Bus di campo comunicare. Gateway e switch garantiscono uno scambio regolare, ma i costi di messa in servizio e manutenzione aumentano enormemente. E più giocatori lavorano sul campo, più il costrutto complessivo diventa soggetto a errori.
Lo standard aperto OPC UA, insieme allo standard di rete aperto TSN (Time Sensitive Networking), rivoluzionerà la tecnologia dei bus di campo. Con OPC UA su TSN, i bus di campo proprietari scompariranno, ad eccezione di alcune applicazioni specifiche in cui potranno poi ancora dimostrare i rispettivi vantaggi.
Prodotti con connessione OPC UA
Sempre più produttori offrono i loro prodotti con un'interfaccia OPC UA, che li rende più capaci di comunicare. Qui presentiamo i nuovi sviluppi:
Sistema CAQ
Una semplice integrazione nei processi di produzione automatizzati e l'interazione con la macchina e il controllo del sistema sono oggi prerequisiti indispensabili per l'uso universale dei sistemi CAQ. La perfetta integrazione della tecnologia di misurazione e della tecnologia di prova nel processo di produzione e automazione ne fa parte SonicTC di Acustica RTE spianata la via. Il sistema CAQ è inoltre predisposto per la comunicazione client OPC UA e LIN BUS (NI-Xnet, Babylin).
encoder
* Encoder rotativo magnetico della serie EAM580 e EAM360 Baumer lavorare in modo particolarmente affidabile e con elevata precisione. Gli encoder rotativi magnetici assoluti lavorano con una precisione angolare di ±0,15 gradi e consentono quindi un posizionamento esatto nell'applicazione. È supportato anche lo standard di comunicazione OPC UA. Ciò garantisce uno scambio di dati sicuro e privo di reazioni tra diversi sistemi.
EdgeComputing
Una soluzione più adatta per Integrazione OT / IT offrire le nuove tecnologie di edge computing intelligente. Queste tecnologie formano uno strato intermedio tra l'officina ei sistemi aziendali di livello superiore. Offrono una semplice interfaccia tra il mondo IT e OT, nonché nuove opzioni per il luogo in cui avviene l'analisi dei dati. La soluzione di edge computing Melip di Mitsubishi Electric offre questa funzionalità ed è compatibile con OPC UA.
Gateway
Insys Icom mostra come l'Industrial IoT stia già cambiando con il nuovo Gateway IoT intelligenti per una varietà di casi d'uso dall'acquisizione dei dati all'edge computing alla manutenzione remota professionale. Supportano tutti i protocolli comuni richiesti dal settore. Il gateway rende le macchine e i sistemi sicuri, economici e sempre pronti per l'Industria 4.0. Integra protocolli industriali consolidati come OPC UA o Siemens S7/S5.
Master IO-Link
Pepperl + Fuchs può essere la prima azienda Master IO-Link con un'interfaccia OPC UA, aprendo la strada a una comunicazione coerente, trasparente e continua dal livello di campo più basso al cloud. Lo specialista dell'automazione ha rilevato l'attività di Comtrol Corporation, pioniere nella comunicazione industriale basata su Ethernet e fornitore leader di master IO-Link. Questo rafforza la posizione di Peppel+Fuchs come fornitore di sistemi nel campo di IO-Link.
modulo I/O
L´ Campo del sistema di I/O in classe di protezione IP67 da Wago integra bus di campo veloci basati su Ethernet come Profinet, tecnologie come OPC UA o server web e, in futuro, MQTT come protocollo di comunicazione, ad esempio per connettersi al cloud. Inoltre, il sistema è predisposto per TSN, la tecnologia chiave per una rete coerente, flessibile, potente e sicura. Il sistema Field I/O supporta tutti i principali standard Ethernet, bus di campo e IoT industriale.
Controllo PLC
Il B Maxx PLC mc di Baumüller controlla le applicazioni Motion Control e, grazie alle ampie librerie tecnologiche del produttore, può essere utilizzato in modo rapido e semplice per compiti ad alte prestazioni nell'automazione. Con la variante Industria 4.0 BMaxx PLC IoT i dati possono essere raccolti direttamente sulla macchina, pre-elaborati e inviati ad altri dispositivi finali o al cloud. È incluso anche un building block OPC UA, che garantisce l'interoperabilità a livello di macchina.
Interfacce RFID
Turck presenta nuove funzionalità IIOT per le sue interfacce RFID con OPC UA Server. IL Interfaccia RFID IP67 sono dotati di un aggiornamento firmware gratuito per una comunicazione senza barriere nell'Industrial Internet of Things (IIoT). Ciò consente, ad esempio, di identificare e tracciare facilmente i prodotti. Con l'AutoID Companion Specification V. 1.01, i server OPC garantiscono una comunicazione diretta senza problemi con i sistemi MES, SPS, ERP o cloud.
Freno di sicurezza
con
una scheda aggiuntiva e una personalizzata Comunicazione-Interfacce come Ethernet, WLAN, OPC UA o ottiche possono ridurre i tempi di commutazione dei freni di sicurezza Mayr essere monitorato. Dal monitoraggio del freno si possono trarre conclusioni sull'usura. L'analisi e l'ottimizzazione degli errori sono possibili anche confrontando altri componenti del sistema in termini di corrente di mantenimento, temperatura, resistenza, tensione della bobina, temperatura, resistenza o potenza.
controllo di sicurezza
* Schmersal Pose di gruppo con il controller di sicurezza Proteggi PSC1 con un server OPC UA integrato, una nuova soluzione adatta all'Industria 4.0. Il collegamento del PSC1 al protocollo di comunicazione industriale machine-to-machine consente in futuro di includere ampie informazioni dai prodotti del produttore in uno scambio di dati indipendente dal produttore. Inoltre, possono fornire informazioni sulla manutenzione delle macchine e degli impianti.
Tempiergerät
Al centro di Regloplas è il collegamento in rete dei termoregolatori e la loro integrazione nello scambio di dati della produzione industriale. L'ultima generazione di unità di controllo della temperatura può essere collegata in rete con lo stampaggio a iniezione e altre macchine per materie plastiche tramite il protocollo di comunicazione OPC UA e collegata ai sistemi di controllo centrale, PPC, MES o ERP della produzione di materie plastiche tramite OPC UA.
Questi sono i requisiti per uno continuo scambio di dati nel altamente automatizzato, digitalizzato plasticaelaborazione creata. L'integrazione si applica non solo al controllo basato sulle esigenze, ma anche alla visualizzazione e all'analisi dei dati: un dashboard centrale crea trasparenza nel processo. Consente ad es. B. l'adeguamento dei parametri ai requisiti attuali e visualizza tutti i dati di processo rilevanti.
Ogni termoregolatore ne ha uno proprio client OPC server ed è quindi pienamente in grado di integrare, ad es. B. nel PPS, MES o ERP-Sistemi dell'utente. Inoltre, l'interfaccia standardizzata è compatibile con altri protocolli industriali standard e sistemi bus come Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Modbus, Powerlink. La comunicazione può avvenire anche tra sedi diverse tramite il cloud.
Notizie su OPC UA
Gli attori coinvolti nello sviluppo dello standard OPC UA lavorano in gruppi di lavoro, organizzazioni o indipendente dal produttore nelle aziende con il progresso della tecnologia. Come? Lo mostrano i seguenti articoli:
PI annuncia la specifica OPC UA Companion per Profinet
02.06.2020/XNUMX/XNUMX | Profibus + Profinet International annuncia il primo Specifica OPC UA Companion per Profinet. Descrive un modello a oggetti OPC UA standardizzato per i dispositivi di comunicazionestandard di s. Ciò significa che questi dispositivi Profinet di un'ampia varietà di produttori possono utilizzare dati dei dispositivi standardizzati, B. trasferito a sistemi di gestione patrimoniale.
La standardizzazione semplifica la raccolta di informazioni tra i produttori. Secondo PI, questo è solo l'inizio della strategia di PI per integrazione verticale.
Molti Applicazioni Industria 4.0 si basano sui dati di officina nei sistemi IT e nella fase operativa di un sistema Cloud da trasmettere dove vengono valutati. Nel caso più semplice, si tratta di informazioni sul dispositivo come il numero di serie o il firmware di un dispositivo. Se è possibile determinare i dati di diagnostica della rete o del dispositivo, si può andare molto oltre.
Riduci gli sforzi e i costi per l'acquisizione dei dati
Questo può essere utilizzato per creare piani diagnostici e di manutenzione o per derivare dichiarazioni di disponibilità. PI ne vuole uno standard aperto definire per i dispositivi Profinet. Lo scopo è definire un'ampia gamma di informazioni in modelli di oggetti standardizzati che i produttori possano facilmente integrare nei loro dispositivi e che gli operatori degli impianti e gli integratori di sistema possano utilizzare. Ciò riduce anche lo sforzo e i costi per l’acquisizione dei dati.
APL Ethernet | Stato attuale, applicazioni e implementazione
Non importa durante l'implementazione se il server OPC UA si trova direttamente sul dispositivo o un file bordo a strati Gateway oppure un controller aggrega i dati per diversi dispositivi Profinet. In ogni caso, l'utente riceve una rappresentazione omogenea delle informazioni. Profinet beneficia della proprietà fondamentale che, oltre al traffico in tempo reale, altri canali TCP / IP possono essere gestiti in parallelo.
Completati i lavori tecnici su OPC UA Safety
16.12.2019 | Già in una fase iniziale Profibus + Profinet internazionale (PI) per OPC UA come standard aperto e indipendente dal produttore per la comunicazione machine-to-machine. Tuttavia, per completare la tecnologia, finora mancava uno standard per la comunicazione fail-safe a questo livello. Questo risolve la specifica "OPC Unified Architecture Part 15: Safety", uno sviluppo congiunto di OPC Foundation e PI. Il lavoro tecnico è ora completo.
Da Introduzione dei bus di campo la modularizzazione degli impianti è stata una forza trainante della tecnologia. Le singole macchine potrebbero così essere sviluppate indipendentemente l'una dall'altra e messe in funzione solo insieme sul sistema. Con OPC UA è ora ai blocchi di partenza una tecnologia indipendente da quelle utilizzate bus di camponetworking tra produttori tra le macchine all'interno della macchina.
Tuttavia, fino ad ora, OPC UA non ha avuto la possibilità di trasferire dati fail-safe, come si è soliti fare dai bus di campo con Profisafe. Le funzioni di sicurezza dovevano quindi essere eseguite in modo convenzionale con cablaggio diretto o accoppiatori. Ciò aumenta lo sforzo e riduce la flessibilità.
Il lavoro tecnico su OPC UA Safety è ora completo. Il passo successivo è lo sviluppo di una specifica di test e di uno strumento software per il test automatico. Ciò include anche l'istituzione di una procedura di certificazione e accettazione analoga a Profisafe. Questo è il prerequisito per una certificazione di sicurezza rapida e semplice dei prodotti che implementano OPC UA Safety.
Casi di studio per dimostrazione
D'altra parte, vengono creati casi di studio per dimostrare le nuove funzionalità di Sicurezza OPC UA dimostrare. Ciò include la gestione semplificata degli indirizzi sicuri per le macchine di serie e la possibilità di poter comunicare con diversi partner tramite la stessa connessione durante il runtime. Inoltre, viene specificato un mappatore OPC UA per Pub/Sub per poter implementare funzioni di sicurezza con elevate esigenze in termini di tempo di risposta.
Questa prima specifica costituisce la base per modelli informativi più estesi Successivamente, il gruppo di lavoro si è posto l'obiettivo di modellare i dati di gestione dell'energia in OPC UA sulla base di Profienergy. Ulteriori requisiti sono già in fase di chiarimento. I gruppi di lavoro lavorano anche a stretto contatto su specifiche OPC generali come il modello di informazioni di rete di base e l'integrazione dei dispositivi.
Uno standard di comunicazione per l'identificazione automatica
30.07.2019/2016/XNUMX | XNUMX ha il Associazione AIM-D in collaborazione con il Fondazione OPC rilasciato un nuovo standard di comunicazione per i dispositivi Auto ID. L'ultimo SPS IPC Drives di Norimberga ha dimostrato che questo standard è accettato da molti produttori di dispositivi e dai loro utenti nell'intero spettro di Auto ID. Harting è stato d'accordo con lo sviluppo sin dall'inizio.
Motivato da Siemens , Harting il gruppo di lavoro AIM per l'integrazione dei sistemi ha deciso nel 2014 di definire un nuovo, promettente standard di comunicazione indipendente dalla tecnologia e dal produttore per l'industria dell'Auto ID (identificazione automatica e acquisizione dati). Fino ad ora, molti dispositivi comunicavano tramite interfacce proprietarie. Inoltre, diversi standard di comunicazione spesso applicati a tecnologie diverse. In altre parole, che si tratti di codice a barre o UHF, l'RFID ha influito anche sulla programmazione dell'interfaccia di comunicazione del software da collegare. Queste circostanze erano cresciute storicamente.
Auto ID come tecnologia di base per l'Industria 4.0
Contenitori, circuiti stampati, carrozzerie, letti ospedalieri e molto altro possono ora essere identificati automaticamente grazie alla tecnologia Auto ID, di solito in modo completamente passivo senza alcun intervento di manutenzione sull'oggetto. Con RFID UHF (chiamato anche RAIN RFID) all'oggetto stesso viene data una memoria. Informazioni come la data di produzione e la versione del firmware di un circuito stampato possono essere memorizzate direttamente, in questo esempio sul circuito stampato, senza alimentazione, possono essere richiamate in modalità wireless o aggiornate.
* Tecnologia di identificazione automatica è ora uno strumento evidente per creare una soluzione totale, ad es. B. realizzare un centro logistico di magazzino funzionante in automatico. Le barriere di comunicazione sono indesiderabili. Quale tecnologia Auto ID viene utilizzata per quale scopo dovrebbe essere deciso anche dall'applicazione e non dall'interfaccia di comunicazione del dispositivo Auto ID. Inoltre, le classiche strutture di comunicazione come la piramide dell'automazione vengono interrotte. Oggi un lettore RFID comunica direttamente con un sistema ERP e con un PLC sulla linea di produzione.
Motivato da queste idee ed esigenze, il Gruppo di lavoro AIM per definire un'interfaccia di comunicazione basata su OPC UA. OPC UA è uno degli standard per l'implementazione delle moderne architetture di comunicazione ed è anche elencato nelle specifiche RAMI della Confederazione in materia di Industria 4.0. Inoltre, OPC UA è già supportato da molti PLC e sistemi software. La comunicazione con la macchina e il sistema di database nel cloud è così facile da implementare. OPC UA è lo standard di comunicazione del settore dell'automazione. Non esiste quasi nessun fornitore per questo settore e quasi nessun produttore di macchine che non offra già oggi un'interfaccia OPC UA.
Grazie struttura orientata agli oggetti OPC UA è molto adatto allo sviluppo di uno standard di comunicazione comune per un'ampia varietà di tecnologie di identificazione automatica. Somiglianze come un metodo di scansione per il semplice riconoscimento di un ID possono essere definite in classi di livello superiore. Caratteristiche specifiche possono essere implementate in classi derivate da questo per le singole tecnologie Auto ID. Con questo meccanismo è possibile inserire anche estensioni specifiche del produttore basate sullo standard senza mettere in discussione la funzionalità di base comune.
Sicurezza integrata
Anche la sicurezza delle comunicazioni è una questione importante. Anche i sistemi di comunicazione isolati stanno diventando sempre più rari nella produzione e nella logistica. Come già accennato, l'integrazione verticale e orizzontale dei sistemi di Auto ID è oggi cruciale per creare una soluzione globale. OPC UA offre già diverse opzioni integrate meccanismi di sicurezza.
Rete radio ad alta efficienza energetica per la fabbrica Industria 4.0
Questo è stato testato anche dall'Ufficio federale per la sicurezza delle informazioni (BSI). Il BSI ha confermato che OPC UA offre già meccanismi integrali per l'implementazione della comunicazione sicura dei dati. Il BSI afferma: "OPC UA è stato sviluppato sotto aspetti di sicurezza e non contiene lacune di sicurezza sistematiche". Questo aspetto non deve essere trascurato per i sistemi di identificazione automatica. Dopotutto, sulla base dei dati comunicati dal sistema AutoID, macchine e processi completi funzionano in gran parte in modo autonomo.
I membri dell'associazione AIM generalmente consideravano importante il tema della sicurezza, non solo in termini di comunicazione con PLC o sistemi informatici. AIM Germania ha quindi un proprio gruppo di lavoro nel 2018 ID automatico+sicurezza fondato. Questo gruppo di lavoro sviluppa raccomandazioni per l'azione su come utilizzare la tecnologia Auto ID in modo sicuro.
Nel 2016, AIM Germania ha presentato la nuova OPC Unified Architecture for Auto ID Companion Specification al Hannover Messe Prima. I primi dispositivi RFID RAIN disponibili sul mercato da Siemens e Harting erano in uno applicazione dimostrativa dimostrato allo stand della OPC Foundation. La comunicazione diretta, ad esempio verso Microsoft Azure Cloud, non è un problema. La specifica dell'interfaccia è liberamente disponibile a tutti su richiesta all'indirizzo info@aim-d.de. In questo modo, tutti i PLC e i sistemi di backend possono integrare direttamente questa interfaccia.
OPC UA ha acquisito ancora più importanza dal 2016. L'adesione di Volkswagen I gruppi della OPC Foundation nel 2018 mostrano che anche uno dei settori chiave in Germania e in Europa, l'industria automobilistica, considera importante OPC UA. Il 21 maggio 2019, l'Automation Initiative of German Automobile Manufacturers (AIDA), insieme all'Associazione dei produttori tedeschi di macchine e impianti (VDMA), in collaborazione con la Fondazione OPC, organizza una giornata informativa OPC UA per i fornitori automobilistici presso Volkswagen a Wolfsburg. Ciò dimostra anche che gli utenti della tecnologia Auto ID richiedono OPC UA.
Dispositivi di identificazione automatica con interfaccia OPC UA
La OPC Unified Architecture for Auto ID Companion Specification pubblicata nel 2016 è stata ora integrata nei dispositivi di molti produttori di Auto ID. Come si è potuto vedere allo stand OPC Foundation a SPS IPC Drives nel novembre 2018, sono ora disponibili dispositivi con codice a barre, HF e UHF con interfaccia OPC UA. Al momento disponiamo di diverse tecnologie di Auto ID, ma uno standard di comunicazione comune. Una divisa, sicura la comunicazione dei dati a un'ampia varietà di dispositivi di diversi produttori è quindi una realtà basata su OPC UA, lo standard di comunicazione a prova di futuro nel settore dell'automazione.
I sistemi Scada oggi? Il collaudato nel tempo
Naturalmente, i dispositivi Auto ID dei singoli produttori continuano a differire. I dispositivi hanno sufficienti opzioni di differenziazione. Solo lo scambio di dati è standardizzato. Ciò semplifica l'integrazione della tecnologia Auto ID. Grazie a costruire la sicurezza Se usato correttamente, aumenta la sicurezza della comunicazione. Ciò accelera l'espansione dell'automazione verso l'Industria 4.0.
Futuro lavoro del gruppo di lavoro
Tuttavia, il gruppo di lavoro sull'integrazione dei sistemi non ha terminato i suoi lavori nel 2016. I partecipanti lavorano costantemente per ampliare e migliorare le specifiche dell'interfaccia. I compiti qui sono vari. Un argomento centrale è la semplificazione dell'interfaccia per - dal punto di vista dell'Auto ID - scenari applicativi più semplici. Ciò dovrebbe accelerare l'implementazione e l'integrazione dell'interfaccia e rimuovere ostacoli inutili. In futuro, una semplice scansione di un singolo oggetto potrà essere effettuata esclusivamente tramite variabili. Le chiamate di funzione non sono più necessarie. Lo sforzo di implementazione è ridotto al minimo.
Un'altra questione importante è il integrazione di Sensoredaten. In particolare, la tecnologia RAIN RFID viene utilizzata sempre di più per trasmettere i valori dei sensori. In questo modo è possibile identificare chiaramente gli oggetti, leggere ulteriori dati e interrogare lo stato attuale dell'oggetto. È inoltre possibile richiedere direttamente informazioni sul fatto che la trasmissione sia troppo calda, che il corpo sia umido o che il contenitore sia bloccato in modo sicuro. Spesso anche senza batterie, ovvero passivamente e senza ulteriori lavori di manutenzione. Le singole tecnologie si fondono sempre di più. La classica tecnologia dei sensori e l'identificazione automatica stanno crescendo insieme.
AIM Germania ha affrontato anche questo aspetto in un ulteriore gruppo di lavoro "RFID+Sensori" nel 2018. I risultati e le raccomandazioni di questo gruppo di lavoro vengono ovviamente presi in considerazione anche quando si espande l'interfaccia basata su OPC UA. C'è anche uno scambio internazionale tramite RAIN e AIM North America Association.
L'ultima versione dell'OPC Unified Architecture for Auto ID Companion Specification di AIM Germany in collaborazione con la Fondazione OPC è stata presentata all'Hannover Messe 2019. I primi risultati dei pacchetti di lavoro sopra menzionati sono già inclusi qui.
La creazione di OPC UA TSN sta procedendo
28.11.2017/XNUMX/XNUMX | Estratti dall'OPC UA TSN Conferenza stampa: rappresentanti di ABB, Hirschmann, Bosch Rexroth, B+R, Cisco, Hilscher, Strumenti nazionali, Phoenix Contact, Schneider Electric, SEW-Eurodrive, TTTech e i consorzi internazionali Avnu Alliance, Industrial Internet Consortium e OPC Foundation hanno spiegato in una conferenza stampa congiunta presso il SPS IPC Drives a Norimberga il loro ruolo nel raggiungimento dell'obiettivo comune di garantire l'interoperabilità dei dispositivi industriali basati su OPC UA su Time Sensitive Networking (TSN).
Nozioni di base su OPC UA
Cosa significa OPC UA?
OPCUA è un protocollo di comunicazione per l'automazione industriale, che consente una trasmissione dati sicura, indipendente dalla piattaforma e dal produttore. Può trasmettere informazioni sullo stato della macchina, dati di misurazione, parametri di processo e altri dati relativi al settore. La trasmissione dei dati è semantica e non più adimensionale. Grazie alla sua architettura aperta, il protocollo offre un collegamento in rete continuo di dispositivi di diversi produttori. OPC UA è quindi di fondamentale importanza per Industry 4.0.
Cos'è il TSN?
Time-Sensitive Networking (TSN) è un insieme di standard sviluppato da Gruppo di lavoro IEEE 802.1, che mira a fornire messaggi deterministici su reti basate su Ethernet. TSN consente una comunicazione affidabile in tempo reale tramite Ethernet e garantisce che i pacchetti di dati vengano trasmessi entro una finestra temporale specificata. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni di Industria 4.0, automobilecomunicazioni e altre aree in cui la trasmissione e la sincronizzazione dei dati in tempo reale sono cruciali. TSN impiega una serie di meccanismi per garantire questa comunicazione in tempo reale come la sincronizzazione dell'ora, la pianificazione del traffico, la qualità del servizio (QoS) e la ridondanza continua.
Cosa significa OPC UA su TSN?
OPC UA su TSN combina le funzionalità di OPC UA e TSN in una soluzione di comunicazione unificata per l'automazione industriale. Se OPC UA viene implementato tramite TSN, OPC UA diventa il modello di dati e il strato di comunicazione, mentre TSN as Mezzo di trasporto utilizzato per la trasmissione dei dati in tempo reale. Ciò significa: interoperabilità, comunicazione in tempo reale, sicurezza e sicurezza futura. Nel complesso, OPC UA su TSN semplifica notevolmente il panorama della comunicazione industriale e apre la strada a un sistema di comunicazione uniforme, sicuro e affidabile per la fabbrica del futuro.
