Entwicklung und Verwendung von generischen OPC UA Informationsmodellen

Schnelle Definition technologieübergreifender Schnittstellen

Die Automatisierung bietet für den Paradigmenwechsel von der Massenfertigung zu einer flexiblen variantenreichen Produktion einen wertvollen Ansatz. Allerdings birgt die Verwendung heterogener Betriebsmittel mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen große Herausforderungen. So besteht eine Anforderung darin, den sicheren, programmiersprachen- sowie hersteller- und betriebssystemunabhängigen Datenaustausch zu garantieren. In diesem Zusammenhang wird OPC UA als potentielle Lösung hoch gehandelt, doch auch der Aufwand für eine individuelle Lösungen ist groß. Er lässt sich nur durch eine Standardisierung der semantischen Beschreibung reduzieren. Aus diesem Grund verfolgt das WZL der RWTH Aachen die Entwicklung allgemeingültiger, generischer Informationsmodelle für die Produktionstechnik.

Bild:Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen am WZL der RWTH Aachen
Abbildung 1: Der Übergang der klassischen Automatisierungspyramide in das RAMI 4.0

Seit Anfang der neunziger Jahre nimmt der Anteil PC- und softwarebasierter Automatisierungssysteme in der industriellen Produktion stetig zu. Im Laufe der Jahre entwickelten viele Hersteller eigene Bussysteme, Kommunikationsprotokolle und Schnittstellen, mit deren Hilfe die Steuerungssysteme in der Produktionstechnik miteinander kommunizieren. Die Fülle an unterschiedlichen Kommunikationsformen erschwert heute die Automatisierung einer modernen Prozesslandschaft, in der unter anderem Roboter, Werkzeugmaschinen und Fördersysteme unterschiedlicher Anbieter und mit verschiedenen Steuerungssystemen zum Einsatz kommen. Reichte es bisher - aufgrund des deutlich geringeren Anteiles automatisierter Prozesse - aus, die Kommunikation einzelner Prozessschritte zwischen den daran unmittelbar beteiligten Produktionselementen (zum Beispiel Roboter und Zuführeinrichtungen) zu implementieren, so stößt diese Lösung in einer immer stärker automatisierten und vernetzten Prozesslandschaft an ihre Grenzen. Die Steuerung in einzelnen Subsystemen ist schlicht zu aufwändig, verhindert das Ausschöpfen von Synergieeffekten und kann somit den Anforderungen an die moderne Produktion nicht mehr gerecht werden. Ein zunehmender Automatisierungsgrad bedarf daher einer prozessüberlagerten Kommunikationsplattform, auf der die einzelnen Produktionselemente über mehrere Ebenen hinweg ihre Dienste und Funktionen anbieten können und somit in einem Gesamtkonzept eingebettet werden. Dadurch ergibt sich eine größere Flexibilität hinsichtlich Anlagen- und Prozessrekonfiguration.

WZLforum gGmbH

Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 3 2017 - 03.03.17.
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