OPC UA, DDS und MTConnect für I4.0
Jeder Anwendung ihr Protokoll
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
OPC UA steht in Deutschland hoch im Kurs
Was können OPC UA, DDS und MTConnect mit Blick auf die Industriekommunikation 4.0 leisten?
Alle drei Lösungen bieten interessante Aspekte: MTConnect eröffnet die wohl einfachste Möglichkeit, einen Standard in eine Maschine zu integrieren; DDS ist nah an den Feldbussen und verteilt Daten schnell und mit geringer Latenz; OPC UA kann Fertigungsanlagen dynamisch konfigurieren und bietet ein gutes Sicherheitssystem auf Basis internationaler Standards.
OPC UA kann Maschinendaten nicht nur transportieren, sondern auch semantisch beschreiben. Können DDS und MTConnect dies auch?
Bei DDS fehlt der Service-orientierte Ansatz komplett. Die ganze Lösung ist auf Datenkommunikation ausgelegt. Bei MTConnect fehlt der offene Ansatz, weil das gesamte Modell lediglich auf Werkzeugmaschinen ausgerichtet ist. Über Companion-Standards könnten diese Mängel aber bei beiden Lösungen behoben werden. Ein Companion-Standard beschreibt das nötige Datenmodell zur Verwendung mit OPC UA, nicht aber die Transportmechanismen.
OPC UA soll künftig auf dem Echtzeit-Ethernet-Standard TSN aufsetzen und dadurch echtzeitfähig werden. Gibt es solche Szenarien auch für DDS und MTConnect oder sind die beiden Techniken per se echtzeitfähig?
Auch wenn TSN in der Automatisierungstechnik stark von OPC UA getrieben wird: TSN ist als Transportlayer für die Echtzeitkommunikation geeignet, und zwar nicht nur im Automatisierungssystem, sondern auch zur Kommunikation über das Internet. Sobald das Protokoll als Hardware etwa in einen Router implementiert ist, kann jedes Protokoll, das über die entsprechenden Ports läuft, deterministisch behandelt werden. Warum also nicht auch DDS oder MTConnect?
Könnten OPC UA (mit oder ohne TSN), DDS und MTConnect möglicherweise Feldbusse und Industrial-Ethernet-Systeme ersetzen?
Eigentlich gibt es nur wenig, was gegen eine Ablösung bestehender Feldbusse in der Fabrikautomatisierung spricht. Ein Beispiel ist Determinismus unterhalb von 1 ms – ihn wird es auch mit TSN nicht geben. Dieses Anwendungsfeld wird weiterhin isochronen Protokollen wie Profinet vorbehalten sein. Anders sieht es aus, wenn wir in die Prozesswelt schauen: Hier prägen eigensichere Systeme das Bild; explosionsgeschützt ist eine gesetzte Anforderung, die eine spezielle Anpassung am Physical Layer erfordert.
Wie verbreitet sind OPC UA, DDS und MTConnect in welchen Weltregionen?
Eine wirkliche Erhebung wurde noch nicht durchgeführt. Insgesamt bin ich davon überzeugt, dass neue Systeme sich daran messen lassen müssen, wie Bestandssysteme integriert werden. Hier hat OPC UA alle Vorteile auf seiner Seite. Über 450 Mitglieder treiben den Standard seit Jahren; die große Basis installierter klassischer OPC-Nodes lässt sich leicht migrieren. Viele Anwender betrachten OPC UA als das neue intelligente und portierbare OPC. Vorbehalte sind nicht vorhanden.
OPC UA steht vor allem in Deutschland hoch im Kurs. Gibt es in Deutschland auch größere Unternehmen, die DDS oder MTConnect favorisieren?
Favorisieren geht vielleicht einen Schritt zu weit. Trotzdem ist der deutsche Maschinen- und Anlagenbau vom Export abhängig. Protokolle, die sich in Asien oder am amerikanischen Markt durchsetzen, werden auch von deutschen Unternehmen unterstützt. Die bekannten deutschen Namen sind deshalb Mitglieder in allen drei Organisationen. Ankündigungen der Dachorganisationen OPC Foundation und OMG zu einer künftigen Zusammenarbeit werden in diesen Firmen sicherlich begrüßt.
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