Abbild OPC UA Sensorlösung

Bild: OPC UA Sensorlösung (Quelle: Leuze Electronic)

"Wir sehen OPC UA als zukünftigen Standard in der M2M-Kommunikation. Deshalb sind wir jüngst Mitglied in der OPC Foundation geworden", sagte Dr. Henning Grönzin, Director Research & Development bei Leuze Electronic, auf einer Pressekonferenz in Nürnberg. "Im Gegensatz zu den klassischen Feldbusschnittstellen kann eine Schnittstelle, die um das OPC UA-Kommunikationsmodell erweitert ist, Daten in höhere IT-Ebenen des RAMI-Modells transportieren. Dieses lässt sich neben den klassischen Protokollen, wie Profinet oder Ethercat, über alle Ethernet-basierenden Feldbusschnittstellen betreiben", lautet seine Begründung. OPC UA beinhalte eine Security-Implementierung, die aus Authentifizierung, Autorisierung, Verschlüsselung und Datenintegrität mit Signaturen bestehe. Im Gegensatz zu den überlicherweise im industriellen Umfeld eingesetzten Kommunikationsmethoden sei dadurch eine sichere Kommunikation möglich. "OPC UA ermöglicht, dass sich eine Daten-Cloud interessante Daten direkt von der Datenquelle holen und diese auch in der gegengesetzten Richtung - von der Cloud in den Sensor - zurück kommunizieren kann", stellt Dr. H. Grönzin heraus. OPC UA könne somit, entsprechend der Forderung an eine Industrie-4.0-kompatible Kommunikation, die Schichten der Automatisierungspyramide quasi „durchtunneln“ und Daten in die höheren Schichten des RAMI-Modells transportieren. "Somit wird eine standardisierte Kommunikation von Sensoren und Aktoren unterschiedlicher Hersteller direkt mit einem Cloud-basierten ERP-System möglich. Dank der sicheren Kommunikation ist sogar ein Austausch von Daten zwischen unterschiedlichen Systemen über öffentliche Kanäle denkbar. Da Industrie 4.0 und IIoT für den Austausch von Daten zwischen erfassenden und agierenden Einheiten über alle Systemgrenzen hinweg steht, ist OPC UA für uns ein wichtiger Bestandteil von Industrie 4.0", sagt der Experte weiter.

Kooperation mit Microsoft

Die Datenbereitstellung von Komponenten über die OPC-UA-Kommunikation alleine ist aus Sicht von Leuze jedoch nicht ausreichend für eine Industrie-4.0-Anwendung. Stattdessen werden zusätzliche Mechanismen zur Datenabnahme von der Cloud benötigt. Der Datentransfer vom Sensor in die Cloud wird als Telemetrie bezeichnet. Um diese Telemetriedaten ohne zusätzliche Komponenten, wie ein Industrie-4.0-Gateway zu realisieren, starteten Leuze Llectronic und Microsoft eine Zusammenarbeit. "Erstmalig zeigen wir das Ergebnis der gemeinsamen Entwicklung auf Basis unseres Barcodelesers BCL 348i hier auf der Messe", sagt Dr. H. Grönzin.

Microsoft stellt dem Nutzer mit der Azure Cloud eine Vielzahl von Cloud-Anwendungen zur Verfügung. "Prozess- und Metadaten unseres Barcodelesers BCL 348i werden über das OPC-UA-Publish/Subscriber-Communication-Modell (PSCM) in den Azure-IoT-Hub der Firma Microsoft übertragen. Die Übertragung an die Azure Cloud erfolgt über das Advanced Message Queuing Protokoll (AMQP) der OPC-UA-Schnittstelle. Die Daten werden dort vom IoT-Hub erfasst, den Azure Cloud Services zur Anaylse und Visualisierung bereitgestellt", informiert er weiter.

Nun bietet Microsoft für Embedded-Geräte die Möglichkeit einer Relay/Broker-Kommunikation (Command/Controll-Funktion) an, die nun im Barcodeleser BCL 348i von Leuze Electronic integriert wurde. "Mit dieser Kommunikation kann ein Embedded Device aus der Azure Cloud gesteuert werden. Am Beispiel des Barcodelesers BCL 348i zeigen wir, wie ein Device von der Cloud - ohne dass ein weiteres Gateway benötigt wird - auf der untersten RAMI-Ebene angesprochen werden kann", so D. H. Grönzin. Konkret wird damit dargestellt, wie überall auf der Welt von einem beliebigen Mobil-Device, über die Azure Cloud, das Lesetor eines Barcodelesers von Leuze Electronic steuerbar ist. Im Sinne von Big Data ist ein weiterer Anwendungsfall aus Sicht des Experten von noch größerer Bedeutung: Die vom IoT-Hub erfassten Sensordaten können von den mächtigen Analysewerkzeugen der Cloud nach vorbestimmten Kriterien analysiert werden und Ereignisse im Industrie-4.0-Gesamtsystem auslösen. "Exemplarisch zeigen wir in Nürnberg eine Auswertung von Fehllesungen in der Azure Cloud, die neben einer grafischen Aufbereitung auch zu einer Benachrichtigung des Anwenders führt", erläutert der Experte. 

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OA Redaktion

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