Software-Schnittstelle beschreibt Daten semantisch
OPC UA vereinfacht das Engineering
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
SPS und Visualisierung
Parallel die SPS programmieren und die Visualisierung erstellen
Wenn nun die Struktur-Definitionen aus dem PLCopen-Profil genutzt werden, lässt sich das Engineering erheblich vereinfachen. Im ersten Schritt werden die Strukturen im ObjectTypes-Bereich des OPC-UA-Servers eingelesen und mit Objekten bzw. Templates im »atvise«-Projekt verknüpft. Die Templates nutzen dann die elementaren Informationen der Struktur in den Dynamiken, Anzeigen, Eingabefeldern oder Skripten. Anschließend verbindet »atvise« die instanziierten Strukturen aus dem IEC-61131-Programm direkt mit automatisch generierten Visualisierungs-Objekten. Eine manuelle Nacharbeit oder fehlerträchtige manuelle Verknüpfung von OPC-Variablen mit den Visualisierungs-Elementen ist nicht mehr nötig.
In der Implementierung dieser Funktion zeigen sich jedoch Herausforderungen. So werden die komplexen Datentypen bislang auf unterschiedliche Weise eingebaut. Im UA-Server für »PC Worx« stehen daher nicht alle Informationen so zur Verfügung, wie sie der Client benötigt. Erste Implementierungen beweisen das Verbesserungspotential. Einmal erstellte Objekte lassen sich so automatisiert in großer Zahl wiederverwenden.
Das Verfahren funktioniert gut, wenn der Arbeitsfluss vom SPS-Programm zur Visualisierung läuft. Das SPS-Programm ist zuerst vorhanden, der Server bietet in seinem Namensraum die komplette Abbildung, und die Visualisierung wird im Anschluss erstellt. Änderungen im SPS-Programm müssen in kleineren Schritten in der Visualisierung nachgezogen werden. Wenn der Anlagenbauer allerdings flexibler agieren und parallel die SPS programmieren und die Visualisierung aufbauen will, muss auch ein bidirektionaler Austausch über eine standardisierte Offline-Schnittstelle gegeben sein. Die OPC Foundation hat entsprechende Datei-Austauschformate definiert.
Einfaches Auslesen einer AutomationML-Datenbasis
Einen weiteren Ansatz zur Flexibilisierung der Engineering-Abläufe kann AutomationML liefern. Dabei handelt es sich um einen herstellerübergreifenden Standard zum Austausch von Engineering-Daten in der Automatisierung. AutomationML erweist sich als optimale Lösung, um Anlagenstrukturen, Funktionseinheiten sowie die jeweiligen Signallisten und Geräte-/Netzwerk-Informationen bereitzustellen. In einem übergreifenden Standardisierungs-Arbeitskreis, an dem sich die Mitglieder der AutomationML-Nutzervereinigung und der OPC Foundation beteiligen, sind jetzt AutomationML-Strukturen in einem OPC-Namensraum abgebildet worden. Die Konfiguratoren für OPC-UA-Clients und -Server können so weitergehende Informationen aus der AutomationML-Datenbasis über bekannte Methoden auslesen und dies in ihre Schnittstelle integrieren. Bei der Grob- und Feinplanung in anderen Planungs- und Engineering-Werkzeugen entstehen also automatisch Informationen, die von den OPC-UA-Konfiguratoren auf der Client- und Server-Seite genutzt werden können.
Die beschriebene Schnittstellen-Definition steht ebenfalls kurz vor der Freigabe. Welche Änderungen sich daraus künftig für die Arbeitsweise bei der OPC-UA-Konfiguration ergeben, hängt von der Adaptierung des Standards ab: Welche Werkzeuge unterstützen OPC UA, und wie einfach können Anwender die Schnittstelle bedienen? Ziel der Implementierung muss es sein, die Komplexität des AutomationML-Datenmodells vor den Anwendern zu verbergen. Sie dürfen nur die Aspekte sehen, die für den entsprechenden Arbeitsschritt erforderlich sind. Client und Server müssen sich ferner auf die Vollständigkeit der Informationen verlassen können.
Engineering-Aufwand in der Automatisierung verringern
OPC UA ist mehr als eine durchgängige und flexible Schnittstelle, um Daten zur Laufzeit zwischen Client und Server weiterzuleiten. Durch so genannte Metadaten über Profile oder die Adaption von AutomationML macht der Standard den OPC-Konfiguratoren auf Client- und Server-Seite weitergehende Informationen zugänglich, mit denen sich der Engineering-Aufwand bei der Kopplung der Steuerung mit den Visualisierungs-, Leit- und Datenmanagement-Systemen erheblich vereinfachen lässt. Bis dies herstellerübergreifend in jeglicher Kombination möglich ist, müssen noch einige Aufgaben angegangen werden.
OPC UA ist eine Schnittstelle von Programmierern für Programmierer. Der Namensraum und die Vielzahl von Objekttypen verwirren daher neue Anwender auf den ersten Blick. Deshalb müssen sich die Implementierungen möglichst einfach gestalten. Trotzdem deckt OPC UA sowohl aktuelle als auch zukünftige Kommunikations-Anforderungen bestens ab. Der Standard wird nicht ohne Grund als eine Lösung zur Integration des Industrie-4.0-Konzepts in Automatisierungs-Anwendungen genannt. Denn es gibt in diesem Umfeld keine andere Schnittstelle mit einer derart umfassenden Unterstützung durch die Hersteller und einem so weitreichenden Funktionsumfang.
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