Vernetzung von IT- und OT-Ebene
Einheitlicher Ansatz
Das Zeitalter der digitalen Transformation nimmt in der Industrie immer konkretere Formen an, u.a. durch die native Integration des OPC-UA-Standards von FDT. Deren Zusammenspiel ermöglicht Informationsmodellierung und fortlaufende Verbesserungen für die Sensor-to-Cloud-Kommunikation und unternehmensweite Vernetzung. Die folgende Artikelserie beschreibt, wie die gemeinsamen Entwicklungen einen einheitlichen Ansatz für die Unternehmensintegration bestärken und die Mobilität von Arbeitnehmern im heutigen, komplexen Industriebetrieb erweitern.
Bild: FDT GroupArtikelserie FDT und OPC UA
Teil 1: Technologische Konvergenz und Spezifikationen (INDUSTRIAL COMMUNICATION JOURNAL 4/2017)
Teil 2: Datenaustausch und Rolle globaler Industriestandards (SPS-MAGAZIN 12/2017)
Während der erste Teil des Beitrags die technologische Konvergenz von heute sowie aktuelle Entwicklungen im Bereich der Spezifikationen aufzeigt, widmet sich Teil 2 in Ausgabe 12 des SPS-MAGAZINs der Vereinfachung des Ökosystemaustausches und der Rolle von FDT. Für den erfolgreichen Wettbewerb in einer globalen, wettbewerbsorientierten, schnelllebigen Welt mit zunehmenden Kundenanforderungen müssen alle Arten von Technologie gezielt eingesetzt werden. Ohne einen effektiven Ansatz zur Unternehmensintegration verbleiben all diese Technologien jedoch in Silos und bringen dem Unternehmen keinen Nutzen. Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist, gemeinsam mit Industrie 4.0, einer der wichtigsten Trends in der Automatisierung. Durch Verschmelzungen der Bereiche Datenverarbeitung und Kommunikation werden intelligente Geräte die Art der Interaktion zwischen Benutzern und Maschinen sowie die Verflechtung zwischen Maschinen komplett neu definieren.
Technologische Konvergenz von heute
Jedes Unternehmen hat Vorteile davon, sich mit der Integration von Systemen, Anwendungen und Daten zu befassen. Es gibt einen wesentlichen Bedarf an Interoperabilität zwischen Betriebsmitteln unterschiedlicher Anbieter und zwischen verschiedenen Plattformen in der industriellen Umgebung. Wichtigste Anforderungen an eine aktuelle Automatisierungsarchitektur sind Sicherheit, Zuverlässigkeit und Datenintegration zwischen typischerweise grundverschiedenen Geräten und Anwendungen, die noch nie zuvor miteinander verbunden waren. Seit 2014 arbeiten die FDT Group und die OPC Foundation zusammen, um einen besseren Zugriff auf wichtige Informationen im gesamten Industrieunternehmen bereitzustellen. FDT wird als etablierter Integrationsstandard mit Hunderttausenden FDT/Frame-fähigen Steuerungs- und Asset-Management-Systemen und mehreren zehn Millionen FDT/DTM-fähigen Feldgeräten global eingesetzt. Die OPC Unified Architecture (UA) bietet hingehen eine Infrastruktur, mit der Unternehmensinformationen für beliebige andere Anwendungen und Plattformen bereitgestellt werden können. FDT unterstützt eine Vielfalt von Kommunikationsprotokollen, mittels denen intelligente Instrumente und übergeordnete Systeme verbunden sind, welche mit diesen Geräten interagieren. FDT etabliert eine offene, modulare und holistische Automatisierungsarchitektur, die sich an die wechselnden Anforderungen von Lieferanten und Endbenutzern anpasst. FDT beinhaltet eine Repräsentation der Anlagenhierarchie, die auf einer physischen Netzwerktopologie gepaart mit einer logischen Topologie basiert. Der Standard unterstützt alle wichtigen Kommunikationsprotokolle der Prozess-, Hybrid- und Werksautomatisierung und wird je nach Industrieanforderung auch künftige Kommunikationsprotokolle unterstützen. Durch diesen Ansatz können FDT-basierte Systeme auf transparente Weise durch grundverschiedene Netzwerke tunneln, um Zugriff zu erhalten, und um mit jedem Endgerät zu kommunizieren.
Bild: FDT GroupKomplette Informationsmodellierung
OPC UA konzentriert sich auf die Bereitstellung einer kompletten Informationsmodellierung, die Industriepartnern erlaubt, Nutzen aus einer dienstorientierten Architektur zu ziehen. Diese Architektur ermöglicht, dass zuvor nicht verbundene Geräte und Anwendungen nahtlos zusammenarbeiten. OPC UA ermöglicht zum Beispiel die Verbindung von Client-mit Server-Anwendungen, ohne die Syntax und die Semantik der Daten zu verstehen, die in der Client-Anwendung erfasst werden. Bei diesem Ansatz geht es um die einfache Erkennung der Fähigkeiten des Servers und um die effiziente Nutzung seiner Dienste und Daten. Sowohl FDT als auch OPC sind offene, nicht-proprietäre und unabhängige Standards. Die Fähigkeit von FDT, sich nahtlos in eine Vielzahl von Kommunikationsnetzwerken zu integrieren oder durch sie durchzutunneln, um auf transparente Weise mit Endgeräten zu kommunizieren, veranschaulicht seine zentrale Stellung in einem intelligenten und verbundenen Unternehmen. Die Standardintegration der von FDT/DTM bereitgestellten Informationen in das OPC UA Informationsmodell ist essenziell für die Gerätediagnose, für die Konfiguration und für das Remote-Asset-Management sowie für die MES-Integration. Das FDT/OPC-UA-Informationsmodell verbessert das Management von Netzwerken und Geräten und unterstützt die Vernetzung im Unternehmen, indem es einen Datenzugriff gewährt, ohne eine protokollspezifische Verarbeitung zu erfordern, und eine breite Vielfalt von Geräten unterstützt. OPC UA sorgt für eine einheitliche Schnittstelle für viele verschiedene Client-Anwendungen, wohingegen FDT für eine Netzwerk-/Gerätekonfiguration und einen Zugriff auf Geräte sorgt. Der kombinierte Ansatz von beider Standards ermöglicht die Vereinheitlichung der Systemplanung, -konfiguration und -diagnose.
Aktuelle Entwicklungen bei der Spezifikation
Die Zusammenarbeit von FDT & OPC stellt eine einmalige Gelegenheit dar, um für die Anwendungen und Geräte, die von FDT unterstützt werden, die bestmöglichen Daten- und Informationsmodelle einzusetzen. Es wird ermöglicht, die Informationsmodellierung von OPC UA und entsprechende Dienste für eine vollständige Application-to-Device-Integration zu nutzen. Dies verdeutlicht die Device-to-Cloud-Datenverarbeitungsstrategie, welche die Konfiguration, die Kommunikation, den Laufzeit- und historischen Datenzugriff sowie die Dienste für Alarmierung und Ereignisbenachrichtigung für vorhandene und neue Geräte unterstützt. Im November 2016 haben die beiden Nutzerorganisationen unter dem Namen FDT for OPC UA das Release der Partnerspezifikation für Informationsmodellierung angekündigt. Dies ist ein zentraler Baustein für die Standardintegration von Informationen, die von FDT/DTM im OPC-UA-Informationsmodell bereitgestellt werden - eine wichtige Fähigkeit für Gerätediagnose, Konfiguration und Remote-Asset-Management sowie die Integration in MES. Die Partnerspezifikation soll durch Hersteller von Automatisierungssystemen in FDT/Frame-Anwendungen implementiert werden. Diese Frame-Anwendungen sind in Entwicklungssystemen, Distributed Control Systems (DCSs), Asset-Management-Systemen und anderen Anwendungen eingebettet. Die Partnerspezifikation ermöglicht somit wahre Interoperabilität zwischen Anwendungen und Geräten für Konfiguration, Diagnose und Laufzeitbetrieb. Sie ermöglicht Geräten und Host-Anwendungen die mühelose Integration von Support in IT-Anwendungen, einschließlich Informationen, die in die Azure-Cloud von Microsoft eingehen. Endbenutzer können vollständige Protokollverfolgungs- und Nachverfolgungsinformationen für alle Aspekte des Informationsmanagements implementieren - von der Konfiguration bis zum Laufzeitbetrieb. Von der architektonischen Perspektive aus betrachtet, hat der FDT/Frame Zugriff auf alle Steuerungsnetzwerke in der Anlage sowie auf alle unterstützten Geräte, die mit diesen Netzen verbunden sind. Er erkennt außerdem die gesamte Topologie des Steuerungssystems. Daher erlaubt der OPC-UA-Server im FDT/Frame jeder Client-Anwendung, die Topologie der Steuerungsarchitektur zu durchsuchen, ein individuelles Gerät in einem beliebigen Netzwerk in der Topologie auszuwählen und wichtige Betriebsdaten über dieses Gerät abzurufen - z.B. seine Identität, seinen Zustand, seinen aktuellen Output-Wert und viele andere Informationen. Der FDT/Frame leitet den Datenverkehr transparent und automatisch zu allen erforderlichen Netzwerken weiter, sodass dass es für den OPC-UA-Client aussieht, als sei das Gerät direkt verbunden.
App für den Instandhalter
Jeder handelsübliche OPC-UA-Client mit den entsprechenden Sicherheitsberechtigungen kann auf den im FDT/Frame eingebetteten OPC-UA-Server zugreifen. Ein Beispiel dafür ist eine Android-App, die wie ein OPC-UA-Client agiert. Solch eine App ermöglicht es einem Wartungstechniker, den Betriebsstatus und den Zustand eines Assets durch die Abfrage des Remote-FDT/Frame festzustellen, während er oder sie in der Einrichtung unterwegs ist. Dem Wartungstechniker scheint es so, als sei das WLAN-Tablet direkt mit dem jeweiligen Asset verbunden. Der zweite Teil des Artikels geht auf die Vereinfachung des Ökosystemaustausches und die Rolle von FDT für globale Industriestandards ein.
Lesen Sie schon jetzt Teil 2 der Serie aus SPS-MAGAZIN 12 2017
Das Zeitalter der digitalen Transformation nimmt in der Industrie immer konkretere Formen an, u.a. durch die native Integration des OPC-UA-Standards von FDT. Deren Zusammenspiel ermöglicht Informationsmodellierung und fortlaufende Verbesserungen für die Sensor-to-Cloud-Kommunikation und unternehmensweite Vernetzung. Die folgende Artikelserie beschreibt, wie die gemeinsamen Entwicklungen einen einheitlichen Ansatz für die Unternehmensintegration bestärken und die Mobilität von Arbeitnehmern im heutigen, komplexen Industriebetrieb erweitern.
Bild: FDT GroupArtikelserie FDT und OPC UA
Teil 1: Technologische Konvergenz und Spezifikationen (INDUSTRIAL COMMUNICATION JOURNAL 4/2017)
Teil 2: Datenaustausch und Rolle globaler Industriestandards (SPS-MAGAZIN 12/2017)
Während der erste Teil des Beitrags die technologische Konvergenz von heute sowie aktuelle Entwicklungen im Bereich der Spezifikationen aufzeigt, widmet sich Teil 2 in Ausgabe 12 des SPS-MAGAZINs der Vereinfachung des Ökosystemaustausches und der Rolle von FDT. Für den erfolgreichen Wettbewerb in einer globalen, wettbewerbsorientierten, schnelllebigen Welt mit zunehmenden Kundenanforderungen müssen alle Arten von Technologie gezielt eingesetzt werden. Ohne einen effektiven Ansatz zur Unternehmensintegration verbleiben all diese Technologien jedoch in Silos und bringen dem Unternehmen keinen Nutzen. Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist, gemeinsam mit Industrie 4.0, einer der wichtigsten Trends in der Automatisierung. Durch Verschmelzungen der Bereiche Datenverarbeitung und Kommunikation werden intelligente Geräte die Art der Interaktion zwischen Benutzern und Maschinen sowie die Verflechtung zwischen Maschinen komplett neu definieren.
FDT Group
Dieser Artikel erschien in Industrial Communication Journal 4 2017 - 08.12.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
