OPC UA FX - Von einer gemeinsamen Vision zu einem globalen Standard

Das Aufkommen einer offenen Kommunikationslösung für die industrielle Automatisierung macht Schluss mit der Komplexität der Schnittstellen in Netzwerken mit gemischten Protokollen. OEMs müssen nicht mehr mehrere Varianten ihrer Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungs- und Bussystemen entwickeln und bauen.

Die Grenzen der proprietären Industrial-Ethernet-Protokolle werden immer deutlicher. Abgesehen von den Fragen der Bandbreite und der Zykluszeiten waren die Anforderungen des industriellen IoT der Hauptgrund für die Nachfrage nach einer neuen Technologie. Heterogene Netze und das Fehlen einer einheitlichen globalen Norm stellen eine erhebliche zusätzliche Herausforderung dar. OPC UA FX wird die Vielzahl der unterschiedlichen proprietären Systeme durch eine einzige Lösung für nahtlose Konnektivität ersetzen. Die Entwicklung wird wesentlich einfacher werden.

Im September 2016 ergriffen B&R und der Netzwerkspezialist TTTech die Initiative: Gemeinsam mit einer Gruppe von anderen Automatisierungsanbietern und IT-Unternehmen begannen sie mit der Entwicklung eines einheitlichen globalen Standards. Das Ergebnis war die OPC UA FX-Initiative, deren Mitglieder später als "Shaper" bekannt wurden.

Dies war die Geburtsstunde eines 100% offenen Standards auf Basis von OPC UA und der TSN-Ethernet-Erweiterung - und der Beginn einer neuen Ära, in der Maschinenbauer und Betreiber nicht mehr mit dem Nebeneinander vieler verschiedener Kommunikationsprotokolle kämpfen müssen.

Die Vision war, eine offene, schnittstellenfreie Kommunikation vom Sensor zur Cloud zu erreichen, einschließlich der für eine eng synchronisierte Bewegungssteuerung erforderlichen Echtzeitfähigkeiten. Ein weiteres Hauptziel war es, die Leistung im Vergleich zu bestehenden Technologien um den Faktor 18 zu steigern - was bereits 2017 mit Prototypen demonstriert wurde. Als einheitlicher Kommunikationsstandard bietet OPC UA FX 18-mal mehr Leistung als herkömmliche Lösungen.

Während sie die technischen Details entwickelte, wuchs die Shapers-Gruppe weiter. Im Laufe des Jahres 2018 haben sich zahlreiche führende Automatisierungshersteller der Initiative angeschlossen und sich zu OPC UA FX als gemeinsamen Standard verpflichtet.

Im November 2018 erklärte die OPC Foundation mit OPC UA FX ihren Einstieg in Anwendungen der Feldebene. Innerhalb der Organisation wurde ein spezieller Lenkungsausschuss für die neue Technologie eingerichtet, der aus 24 Schwergewichten der Branche besteht. Darüber hinaus wurden drei Global Player der Automatisierungsbranche in den Vorstand der OPC Foundation aufgenommen: Schneider Electric, Rockwell und die Muttergesellschaft von B&R, ABB.

Die grundlegenden Spezifikationen für den Publish-Subscribe-Mechanismus von OPC UA und die wesentlichen Substandards für TSN wurden inzwischen fertiggestellt. Dazu gehören IEEE802.1AS für die Zeitsynchronisation und IEEE802.1Qbv für die garantierten Übertragungszeiten von Daten im Netz. Die ersten funktionsfähigen OPC UA FX ready Geräte wurden auf der SPS IPC Drives 2018 vorgestellt. Als einer der ersten Hersteller bringt B&R 2019 ein umfassendes Portfolio für die Kommunikation mit der offenen, echtzeitfähigen Kommunikationslösung auf den Markt. Das Portfolio von B&R umfasst X20 SPSen, Bus Controller, Industrie PCs, Panel PCs und einen TSN Maschinenschalter.

Künftig werden neue Maschinen nur noch mit OPC UA FX ausgeliefert, was es Maschinenbauern und Betreibern sehr viel einfacher macht, vernetzte Fertigungssysteme und industrielle IoT-Lösungen zu implementieren. In der Zwischenzeit werden begleitende Spezifikationen wie die zwischen POWERLINK und OPC UA für einen reibungslosen Übergang sorgen und sicherstellen, dass bestehende Maschinen und Anlagen problemlos in neue Netzwerke eingebunden werden können.

• September 2016: Gründung der OPC UA FX Initiative auf Einladung des Netzwerkspezialisten TTTech und des Automatisierungsspezialisten B&R. Die beteiligten Unternehmen wurden später als die "Shapers" bekannt.
• April 2017: Belden/Hirschmann und Phoenix Contact schließen sich den Shapers an.
• November 2017: Pilz, Hilscher und Wago schließen sich den Gestaltern an.
• April 2018: Rockwell Automation gibt bekannt, dass es den Shapers beigetreten ist.
• November 2018: Die OPC Foundation kündigt mit OPC UA FX eine Ausweitung der Kommunikation auf Feldebene an.
• November 2018: ABB, Schneider und Rockwell treten dem Vorstand der OPC Foundation bei.
• November 2018: Der Lenkungsausschuss für OPC UA FX Feldkommunikation wird vorgestellt: ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago und Yokogawa.
• November 2018: Die ersten funktionsfähigen Geräte mit OPC UA FX werden auf der SPS IPC Drives vorgestellt.
• November 2019: B&R bringt ein umfangreiches Portfolio an Produkten auf den Markt, die OPC UAFX Kommunikation unterstützen. Das Portfolio von B&R umfasst X20 SPSen, Bus Controller, Industrie PCs, Panel PCs und einen TSN Maschinenschalter.