S'il appartient aux créateurs de OPC UA Les normes sont censées être propriétaires protocoles réseau sera bientôt une chose du passé. De plus en plus de fabricants de technologies de communication proposent déjà des produits dotés d'une connexion OPC UA indépendante du fabricant. Vous y découvrirez l'état actuel des technologies futures et les nouveaux produits qui arriveront sur le marché.

PI Profinet OPC UA

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OPC UA – ouvert à tous 

OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) a été développé pour diversité de protocole sous le bus de terrain envoyer à l'histoire. Cela devient de plus en plus nécessaire car l'IIoT (Industrial Internet of Things) rend la communication dans l'usine de l'Industrie 4.0 si complexe que les réseaux avec des centaines de nœuds sur le terrain sont à l'ordre du jour.

Les machines et les systèmes dans le hall de production numérique avec de nombreux composants de réseau différents tels que les contrôleurs, les capteurs, les actionneurs, etc. doivent être connectés via les différents Bus de terrain communiquer. Les passerelles et les commutateurs assurent un échange fluide, mais les coûts de mise en service et de maintenance augmentent énormément. Et plus les joueurs travaillent sur le terrain, plus la construction globale devient sujette aux erreurs.

Le standard ouvert OPC UA, associé au standard de réseau également ouvert TSN (Time Sensitive Networking), va révolutionner la technologie des bus de terrain. Avec OPC UA sur TSN, les bus de terrain propriétaires vont disparaître, sauf pour quelques applications spécifiques dans lesquelles ils pourront alors encore démontrer leurs avantages respectifs.

Produits avec connexion OPC UA

De plus en plus de fabricants proposent leurs produits avec une interface OPC UA, ce qui les rend plus communicants. Nous vous présentons ici les nouveautés :


Système CAQ

Une intégration simple dans des processus de production automatisés et l'interaction avec la commande de la machine et du système sont aujourd'hui des conditions préalables indispensables à l'utilisation universelle des systèmes CAQ. L'intégration harmonieuse de la technologie de mesure et de la technologie de test dans le processus de production et d'automatisation en fait partie SonicTC ab Acoustique RTE ouvert la voie. Le système CAQ est également préparé pour le client OPC UA et la communication LIN BUS (NI-Xnet, Babylin).


codeur

J'ai noté la Encodeur rotatif magnétique des séries EAM580 et EAM360 Baumer fonctionnent de manière particulièrement fiable et avec une grande précision. Les codeurs rotatifs absolus magnétiques fonctionnent avec une précision angulaire de ±0,15 degrés et permettent ainsi un positionnement exact dans l'application. La norme de communication OPC UA est également prise en charge. Cela garantit un échange de données sécurisé et sans réaction entre différents systèmes. 


EdgeComputing

Une solution plus adaptée pour Intégration OT / IT offrir les nouvelles technologies intelligentes d'informatique de pointe. Ces technologies forment une couche intermédiaire entre l'atelier et les systèmes commerciaux de niveau supérieur. Ils offrent une interface simple entre l'informatique et le monde OT ainsi que de nouvelles options pour l'endroit où l'analyse des données a lieu. La solution d'informatique de pointe Mélipc ab Mitsubishi Electric offre cette fonctionnalité et est compatible OPC UA.


Réseau

Icom Insys montre comment l'IdO industriel évolue déjà avec le nouveau Passerelles IoT intelligentes pour une variété de cas d'utilisation, de l'acquisition de données à l'informatique de pointe en passant par la télémaintenance professionnelle. Ils prennent en charge tous les protocoles courants requis par l'industrie. La passerelle rend les machines et les systèmes sûrs, rentables et adaptés en permanence à l'Industrie 4.0. Il intègre des protocoles industriels établis tels que OPC UA ou Siemens S7/S5.


Maître IO-Link

Pepperl + Fuchs peut être la première entreprise Maître IO-Link avec une interface OPC UA, ouvrant la voie à une communication cohérente, transparente et transparente du niveau de terrain le plus bas jusqu'au cloud. Le spécialiste de l'automatisation a repris l'activité de Comtrol Corporation, un pionnier de la communication industrielle basée sur Ethernet et un fournisseur leader de maîtres IO-Link. Cela renforce la position de Peppel+Fuchs en tant que fournisseur de systèmes dans le domaine de l'IO-Link.  


module d'E/S

Pour un excellent mixage pop de vos pistes il est primordial de bien Champ du système d'E/S en classe de protection IP67 à partir de Wago intègre des bus de terrain rapides basés sur Ethernet tels que Profinet, des technologies telles que OPC UA ou des serveurs Web et, à l'avenir, MQTT comme protocole de communication, par exemple pour se connecter au cloud. De plus, le système est préparé pour TSN, la technologie clé pour une mise en réseau cohérente, flexible, puissante et sécurisée. Le système d'E/S de terrain prend en charge toutes les principales normes Ethernet, bus de terrain et IoT industriels.


Contrôle PLC

Le B Maxx PLC mc de Baumüller contrôle les applications de contrôle de mouvement et, grâce aux bibliothèques technologiques complètes du fabricant, peut être utilisé rapidement et facilement pour des tâches hautes performances dans l'automatisation. Avec la variante Industrie 4.0 B Maxx API IoT les données peuvent être collectées directement sur la machine, prétraitées et transmises à d'autres terminaux ou au cloud. Un bloc de construction OPC UA est également inclus, ce qui garantit l'interopérabilité au niveau de la machine.


Interfaces RFID

Turck présente de nouvelles fonctions IIOT pour ses interfaces RFID avec OPC UA Server. Le Interface RFID IP67 sont équipés d'une mise à jour gratuite du firmware pour une communication sans barrière dans l'Internet industriel des objets (IIoT). Cela vous permet par exemple d'identifier et de suivre facilement les produits. Avec la spécification AutoID Companion V. 1.01, les serveurs OPC assurent une communication directe fluide avec les systèmes MES, SPS, ERP ou cloud.


Frein de sécurité

Avec une planche supplémentaire et une sur mesure la communication-L'interface telle qu'Ethernet, WLAN, OPC UA ou optique peut réduire les temps de commutation des freins de sécurité de Mayr être surveillé. Du surveillance des freins des conclusions peuvent être tirées sur l'usure. L'analyse et l'optimisation des erreurs sont également possibles si d'autres composants du système sont comparés en termes de courant de maintien, de température, de résistance, de tension de bobine, de température, de résistance ou de puissance.


Contrôle de la sécurité

J'ai noté la Schmersal Poses de groupe avec le contrôleur de sécurité Protéger PSC1 avec un serveur OPC UA intégré, une nouvelle solution adaptée à l'Industrie 4.0. La connexion du PSC1 au protocole de communication industriel de machine à machine permet à l'avenir d'inclure de nombreuses informations provenant des produits du fabricant dans un échange de données indépendant du fabricant. En outre, ils peuvent fournir des informations sur la maintenance des machines et des systèmes.


unité de contrôle de la température

Au centre de Regplolas est la mise en réseau des thermorégulateurs et leur intégration dans l'échange de données de la production industrielle. La dernière génération d'unités de contrôle de température peut être mise en réseau avec des machines de moulage par injection et d'autres machines de plasturgie via le protocole de communication OPC UA et connectée aux systèmes de contrôle central, PPC, MES ou ERP de la production de plastique via OPC UA.

Ce sont les exigences pour un échange continu de données dans le domaine hautement automatisé et numérisé Plastiquetraitement créé. L'intégration s'applique non seulement au contrôle basé sur les besoins, mais également à la visualisation et à l'analyse des données : un tableau de bord central crée de la transparence dans le processus. Il permet par ex. B. l'ajustement des paramètres aux exigences actuelles et visualise toutes les données de processus pertinentes.

Chaque thermorégulateur possède un propre client OPC serveur et est donc entièrement capable d'intégration, par ex. B. dans le PPS, MES ou ERP-Systèmes de l'utilisateur. De plus, l'interface standardisée est compatible avec d'autres protocoles industriels standard et systèmes de bus tels que Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Modbus, Powerlink. La communication peut également avoir lieu entre les sites via le cloud. 

Actualités sur OPC UA

Les acteurs impliqués dans le travail d'élaboration de la norme OPC UA au sein de groupes de travail, d'organisations ou indépendant du fabricant dans les entreprises avec l'avancement de la technologie. Comment? Les articles suivants le montrent : 

PI annonce la spécification OPC UA Companion pour Profinet

02.06.2020/XNUMX/XNUMX | Profibus + Profinet International annonce le premier Spécification OPC UA Companion pour Profinet. Il décrit un modèle d'objet OPC UA standardisé pour les appareils du communications normes. Cela signifie que ces appareils Profinet d'un large éventail de fabricants peuvent utiliser des données d'appareils normalisées, par ex. B. transféré aux systèmes de gestion des actifs.

La normalisation facilite la collecte d'informations auprès de tous les fabricants. Selon PI, ce n'est que le début de la stratégie de PI pour intégration verticale.

Beaucoup Applications de l'industrie 4.0 sont basées sur les données de l'atelier dans les systèmes informatiques et dans la phase d'exploitation d'un système le cloud à transmettre là où ils sont évalués. Dans le cas le plus simple, il s'agit d'informations sur l'appareil, telles que le numéro de série ou le micrologiciel d'un appareil. Si les données de diagnostic du réseau ou de l'appareil peuvent être déterminées, cela peut aller beaucoup plus loin.

Réduisez les efforts et les coûts d'acquisition de données

À partir de là, des plans de maintenance et de diagnostic peuvent être créés ou des déclarations de disponibilité peuvent être dérivées. PI en veut un norme ouverte définir pour les appareils Profinet. Il vise à définir un large éventail d'informations dans des modèles d'objets standardisés que les fabricants peuvent facilement intégrer dans leurs appareils et que les exploitants d'installations et les intégrateurs de systèmes peuvent utiliser. Cela réduit également les efforts et les coûts d’acquisition de données.


Ethernet APL | État actuel, applications et mise en œuvre


Peu importe lors de la mise en œuvre que le serveur OPC UA se trouve directement sur l'appareil ou bord en couches Réseau ou un contrôleur agrège les données de plusieurs appareils Profinet. Dans tous les cas, l'utilisateur reçoit une représentation homogène des informations. Profinet bénéficie de la propriété fondamentale qu'en plus du trafic en temps réel, d'autres canaux TCP / IP peuvent être exploités en parallèle.

Achèvement des travaux techniques sur OPC UA Safety

16.12.2019 | Déjà à un stade précoce Profibus + Profinet internationale (PI) pour OPC UA en tant que norme ouverte et indépendante du fabricant pour la communication entre machines. Cependant, pour compléter la technologie, il manquait jusqu'à présent une norme de communication de sécurité à ce niveau. Cela résout la spécification "OPC Unified Architecture Part 15: Safety", un développement conjoint de la Fondation OPC et PI. Les travaux techniques sont maintenant terminés.

Puisque Présentation des bus de terrain la modularisation des usines a été une force motrice derrière la technologie. Les machines individuelles pourraient ainsi être développées indépendamment les unes des autres et mises en service uniquement ensemble sur le système. Avec OPC UA, une technologie est désormais dans les starting blocks indépendante de celles utilisées bus de terrainmise en réseau inter-fabricants entre les machines au sein de la machine.

Cependant, jusqu'à présent, OPC UA n'a pas eu la possibilité de transférer des données de sécurité, comme on en a l'habitude depuis les bus de terrain avec Profisafe. Les fonctions de sécurité devaient donc être réalisées de manière classique avec un câblage direct ou des coupleurs. Cela augmente l'effort et réduit la flexibilité.

Le travail technique sur OPC UA Safety est maintenant terminé. Dans une prochaine étape, le développement d'une spécification de test et d'un outil logiciel pour le test automatique sera lancé. Cela comprend également la mise en place d'une procédure de certification et d'acceptation analogue à Profisafe. C'est la condition préalable à une certification de sécurité rapide et facile des produits qui implémentent OPC UA Safety.

Etudes de cas pour la démonstration

D'autre part, des études de cas sont créées pour démontrer les nouvelles fonctionnalités de Sécurité OPC UA démontrer. Cela inclut la gestion simplifiée des adresses sécurisées pour les machines de série et la possibilité de pouvoir communiquer avec différents partenaires via une seule et même connexion pendant l'exécution. De plus, un mappeur OPC UA pour Pub/Sub est spécifié afin de pouvoir implémenter des fonctions de sécurité avec des exigences élevées en matière de temps de réponse.

Cette première spécification constitue la base de modèles d'information plus étendus Ensuite, le groupe de travail s'est fixé comme objectif de modéliser les données de gestion de l'énergie dans OPC UA sur la base de Profienergy. D'autres exigences sont déjà en phase de clarification. Les groupes de travail travaillent également en étroite collaboration sur les spécifications OPC globales telles que le modèle d'information du réseau de base et l'intégration des dispositifs.

Une norme de communication pour l'identification automatique

30.07.2019/2016/XNUMX | XNUMX a le Association AIM-D en coopération avec le Fondation OPC a publié une nouvelle norme de communication pour les appareils d'identification automatique. Les derniers SPS IPC Drives à Nuremberg ont montré que cette norme est acceptée par de nombreux fabricants d'appareils et leurs utilisateurs sur l'ensemble du spectre Auto ID. Harting était dans le bateau dès le début.

Motivé par Siemens ainsi que Harting le groupe de travail AIM pour l'intégration de systèmes a décidé en 2014 de définir une nouvelle norme de communication prometteuse, indépendante de la technologie et du fabricant pour l'industrie Auto ID (identification automatique et acquisition de données). Jusqu'à présent, de nombreux appareils communiquaient via des interfaces propriétaires. De plus, différentes normes de communication s'appliquent souvent à différentes technologies. Autrement dit, qu'elle soit code-barres ou UHF, la RFID a également eu une influence sur la programmation de l'interface de communication du logiciel à connecter. Ces circonstances avaient grandi historiquement.

Auto ID en tant que technologie de base pour l'industrie 4.0

Les conteneurs, les circuits imprimés, les carrosseries de voitures, les lits d'hôpitaux et bien plus encore peuvent désormais être identifiés automatiquement grâce à la technologie Auto ID - généralement de manière complètement passive sans aucun travail de maintenance sur l'objet. Avec RFID UHF (également appelé RAIN RFID) l'objet lui-même reçoit une mémoire. Des informations telles que la date de production et la version du micrologiciel d'une carte de circuit imprimé peuvent être stockées directement, dans cet exemple sur la carte de circuit imprimé, sans alimentation électrique, peuvent être appelées sans fil ou peuvent être mises à jour.

J'ai noté la Technologie d'identification automatique est maintenant un outil évident pour créer une solution totale, par ex. B. pour réaliser un centre logistique d'entrepôt fonctionnant automatiquement. Les barrières de communication ne sont pas souhaitables. Quelle technologie d'identification automatique est utilisée dans quel but doit également être décidée par l'application et non par l'interface de communication de l'appareil d'identification automatique. De plus, les structures de communication classiques telles que la pyramide d'automatisation sont éclatées. Aujourd'hui, un lecteur RFID communique directement avec un système ERP ainsi qu'avec un automate sur la ligne de production.

Motivés par ces idées et exigences, les Groupe de travail AIM pour définir une interface de communication basée sur OPC UA. OPC UA est l'une des normes pour la mise en œuvre d'architectures de communication modernes et est également répertorié dans les spécifications RAMI du gouvernement fédéral au sujet de l'Industrie 4.0. De plus, OPC UA est déjà pris en charge par de nombreux automates et systèmes logiciels. La communication avec la machine et le système de base de données dans le cloud est si facile à mettre en œuvre. OPC UA est le standard de communication de l'industrie de l'automatisation. Il n'y a presque aucun fournisseur pour cette industrie et presque aucun fabricant de machines qui ne propose déjà aujourd'hui une interface OPC UA.

Merci structure orientée objet OPC UA est très bien adapté au développement d'une norme de communication commune pour une grande variété de technologies d'identification automatique. Des similitudes telles qu'une méthode de balayage pour la reconnaissance simple d'un ID peuvent être définies dans des classes de niveau supérieur. Des caractéristiques spécifiques peuvent être implémentées dans des classes dérivées de celles-ci pour les technologies d'identification automatique individuelles. Avec ce mécanisme, des extensions spécifiques au fabricant basées sur la norme peuvent également être saisies sans remettre en cause la fonctionnalité de base commune.

La sécurité instalée tout de suite

La sécurité des communications est également un enjeu important. Les systèmes de communication isolés se font également de plus en plus rares dans la production et la logistique. Comme déjà mentionné, l'intégration verticale et horizontale des systèmes d'identification automatique est aujourd'hui cruciale pour créer une solution globale. OPC UA propose déjà diverses options intégrées mécanismes de sécurité.


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Cela a également été testé par l'Office fédéral de la sécurité de l'information (BSI). Le BSI a confirmé qu'OPC UA offre déjà des mécanismes intégrés pour la mise en œuvre d'une communication de données sécurisée. Le BSI déclare : "OPC UA a été développé sous des aspects de sécurité et ne contient aucune faille de sécurité systématique". Cet aspect ne doit pas être négligé pour les systèmes Auto ID. Après tout, sur la base des données communiquées par le système AutoID, des machines et des processus complets fonctionnent en grande partie de manière autonome.  

Les membres de l'association AIM ont généralement considéré le sujet de la sécurité comme important, et pas seulement en termes de communication avec les automates ou les systèmes informatiques. AIM Allemagne a donc son propre groupe de travail en 2018 AutoID+Sécurité fondé. Ce groupe de travail élabore des recommandations d'action sur la façon d'utiliser la technologie d'identification automatique en toute sécurité.

En 2016, AIM Germany a présenté la nouvelle spécification OPC Unified Architecture for Auto ID Companion au salon Hannover Messe avant. Les premiers appareils RAIN RFID disponibles sur le marché de Siemens et Harting étaient en un demande de démonstration en démonstration sur le stand de la Fondation OPC. La communication directe, par exemple avec Microsoft Azure Cloud, n'est pas un problème. La spécification de l'interface est librement accessible à tous sur demande à info@aim-d.de. De cette manière, tous les automates et systèmes backend peuvent intégrer directement cette interface.

OPC UA a pris encore plus d'importance depuis 2016. L'adhésion de Volkswagen Les groupes de la Fondation OPC en 2018 montrent que l'un des secteurs clés en Allemagne et en Europe, l'industrie automobile, considère également OPC UA comme important. Le 21 mai 2019, l'Initiative d'automatisation des constructeurs automobiles allemands (AIDA), en collaboration avec l'Association des constructeurs allemands de machines et d'installations (VDMA), en coopération avec la Fondation OPC, organise une journée d'information OPC UA pour les fournisseurs automobiles chez Volkswagen à Wolfsbourg. Cela montre également que les utilisateurs de la technologie Auto ID exigent OPC UA.

Périphériques d'identification automatique avec interface OPC UA

La spécification OPC Unified Architecture for Auto ID Companion publiée en 2016 est maintenant intégrée dans les appareils de nombreux fabricants d'Auto ID. Comme on pouvait le voir sur le stand de la Fondation OPC à SPS IPC Drives en novembre 2018, des appareils code-barres, HF et UHF avec une interface OPC UA sont désormais disponibles. Nous avons actuellement différentes technologies d'identification automatique, mais une norme de communication commune. Un uniforme, sûr communication de données à une grande variété d'appareils de différents fabricants est donc une réalité basée sur OPC UA, la norme de communication évolutive dans l'industrie de l'automatisation.


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Bien entendu, les appareils d'identification automatique des différents fabricants continuent de différer. Les appareils ont suffisamment de possibilités de différenciation. Seul l'échange de données est standardisé. Cela simplifie l'intégration de la technologie Auto ID. Grâce à sécurité intégrée Lorsqu'il est utilisé correctement, la sécurité de la communication augmente. Cela accélère l'expansion de l'automatisation vers l'Industrie 4.0.

Travaux futurs du groupe de travail

Cependant, le groupe de travail sur l'intégration du système n'a pas terminé ses travaux en 2016. Les participants travaillent constamment à l'élargissement et à l'amélioration de la spécification de l'interface. Les tâches ici sont diverses. Un sujet central est la simplification de l'interface pour - du point de vue de l'identification automatique - scénarios d'application plus simples. Cela devrait accélérer la mise en œuvre et l'intégration de l'interface et éliminer les obstacles inutiles. À l'avenir, un simple balayage d'un objet individuel pourra être effectué uniquement via des variables. Les appels de fonction ne sont plus nécessaires. L'effort de mise en œuvre est réduit au minimum.

Une autre question importante est la l'intégration de Capteurdonnées. En particulier, la technologie RAIN RFID est de plus en plus utilisée pour transmettre les valeurs des capteurs. De cette manière, les objets peuvent être clairement identifiés, des données supplémentaires peuvent être lues et l'état actuel de l'objet peut être interrogé. Des informations indiquant si la transmission est trop chaude, si le corps est humide ou si le conteneur est bien verrouillé peuvent également être interrogées directement. Souvent même sans batteries - c'est-à-dire passivement et sans travaux de maintenance supplémentaires. Les technologies individuelles fusionnent de plus en plus. La technologie de capteur classique et l'identification automatique évoluent ensemble.

AIM Allemagne a également repris cet aspect dans un groupe de travail complémentaire "RFID+Capteurs" en 2018. Les résultats et les recommandations de ce groupe de travail sont bien sûr également pris en compte lors de l'extension de l'interface basée sur OPC UA. Il existe également un échange international via l'association RAIN ou AIM North America.

La dernière version de la spécification de l'architecture unifiée OPC pour Auto ID Companion par AIM Allemagne en coopération avec la fondation OPC a été présentée à la Hannover Messe 2019. Les premiers résultats des lots de travaux susmentionnés sont déjà inclus ici.

La mise en place du TSN OPC UA progresse

28.11.2017/XNUMX/XNUMX | Extraits de l'OPC UA TSN Conférence de presse: représentants d'ABB, Hirschmann, Bosch Rexroth, B+R, Cisco, Hilscher, National Instruments, Phoenix contact, Schneider Electric, SEW-Eurodrive, TTTech et les consortiums internationaux Avnu Alliance, Industrial Internet Consortium et OPC Foundation ont expliqué lors d'une conférence de presse conjointe au SPS Drives CIB à Nuremberg leur rôle dans la réalisation de l'objectif commun d'assurer l'interopérabilité des appareils industriels basés sur OPC UA sur Time Sensitive Networking (TSN). 

Principes de base d'OPC UA 

Que signifie OPC UA ?

OPC UA est un protocole de communication pour l'automatisation industrielle, qui permet une transmission de données sécurisée, indépendante de la plate-forme et du fabricant. Il peut transmettre des informations sur l'état de la machine, les données de mesure, les paramètres de processus et d'autres données liées à l'industrie. La transmission des données est sémantique et non plus sans dimension. Grâce à son architecture ouverte, le protocole offre une mise en réseau transparente des appareils de différents fabricants. OPC UA est donc d'une importance cruciale pour l'Industrie 4.0.

Qu'est-ce que le TSN ?

Time-Sensitive Networking (TSN) est un ensemble de normes développées par le Groupe de travail IEEE 802.1, qui vise à fournir des messages déterministes sur les réseaux basés sur Ethernet. TSN permet une communication en temps réel fiable via Ethernet et garantit que les paquets de données sont transmis dans une fenêtre de temps spécifiée. Ceci est particulièrement important dans les applications Industrie 4.0, automobilecommunications et autres domaines où la transmission et la synchronisation des données en temps réel sont cruciales. TSN utilise un certain nombre de mécanismes pour assurer cette communication en temps réel, tels que la synchronisation temporelle, la planification du trafic, la qualité de service (QoS) et la redondance transparente.

Que signifie OPC UA sur TSN ?

OPC UA sur TSN combine les capacités d'OPC UA et de TSN dans une solution de communication unifiée pour l'automatisation industrielle. Si OPC UA est implémenté via TSN, OPC UA devient le modèle de données et le couche de communication, tandis que TSN comme Moyen de transport utilisé pour la transmission de données en temps réel. Cela signifie : interopérabilité, communication en temps réel, sécurité et sécurité future. Dans l'ensemble, OPC UA sur TSN simplifie considérablement le paysage de la communication industrielle et ouvre la voie à un système de communication uniforme, sécurisé et fiable pour l'usine du futur.

Informations sur l'auteur
Angela Struck

Angela Struck est rédactrice en chef de Development Scout, journaliste indépendante et directrice générale de Presse Service Büro GbR à Ried.