Technologie
OPC UA PubSub mit TSN ist eine leistungsstarke Einheit für Automatisierungsingenieure, da sie ein standardisiertes, sicheres und deterministisches Kommunikationsmittel in der industriellen Automatisierungslandschaft darstellt. Es erlaubt den Aufbau hochzuverlässiger, miteinander verbundener Systeme, die den strengen Anforderungen moderner industrieller Prozesse gerecht werden.
Open Platform Communications Unified Architecture
OPC UA
OPC UA ist ein standardisiertes Kommunikationsframework und eine plattformunabhängige, serviceorientierte Architektur für die industrielle Automatisierung. Es ermöglicht Maschinen, Geräten und Systemen in der industriellen Umgebung, miteinander zu kommunizieren und Daten auszutauschen. OPC UA bietet eine Vielzahl von Funktionen für den sicheren und zuverlässigen Datenaustausch, einschließlich Datenzugriff, Alarme, Ereignisse und historische Daten.
Key Features
- Interoperabilität: Ermöglicht reibungslose Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten und Systemen.
- Sicherheit: Schützt Datenintegrität und Vertraulichkeit durch integrierte Sicherheitsfunktionen.
- Skalierbarkeit: Anpassbar für Anwendungen jeder Größe, von kleinen Geräten bis großen Systemen.
Publish-Subscribe
PubSub
OPC UA PubSub ist eine Erweiterung des OPC UA Standards, die ein Publish-Subscribe Kommunikationsmodell einführt. Im traditionellen Client-Server-Modell fordert ein Client Daten von einem Server an. Im Publish-Subscribe-Modell senden Publisher (Geräte oder Anwendungen) Daten an einen Message Broker, und Subscriber (andere Geräte oder Anwendungen) erhalten Daten vom Broker. Dies entkoppelt Datenproduzenten von Datenkonsumenten und ermöglicht skalierbarere und flexiblere Kommunikationsmuster.
Wichtigste Vorteile
- Entkopplung: Herausgeber und Abonnenten arbeiten unabhängig voneinander, was das Systemdesign vereinfacht.
- Effizienter Datenaustausch: Nur relevante Daten werden gesendet, was Bandbreite spart und die Reaktionszeit optimiert.
- Flexibilität: Unterstützt verschiedene Datenmuster und passt sich vielfältigen Anwendungen an.
Time-Sensitive Networking
TSN
TSN ist eine Reihe von Standards innerhalb der IEEE 802.1-Arbeitsgruppe, die deterministische und zeitkritische Fähigkeiten für Ethernet-Netzwerke bieten. TSN soll sicherstellen, dass Daten in industriellen und Echtzeit-Kommunikationsanwendungen zuverlässig und mit vorhersehbarem Timing übertragen werden. Es umfasst Mechanismen für die Zeitsynchronisierung, die Gestaltung des Datenverkehrs und die Kommunikation mit niedriger Latenz.
Key Features
- Deterministische Leistung: Sichert eine Kommunikation mit minimaler Latenz, ideal für Echtzeitanwendungen.
- Taktsynchronisierung: Synchronisiert Geräte im Netzwerk für koordinierte Abläufe.
- Unterstützung für gemischten Datenverkehr: Erlaubt Echtzeit- und Standarddatenverkehr gleichzeitig und optimiert so die Netzwerkauslastung.
Field Exchange
OPC UA FX
OPC UA FX ist ein speziell für die Feldebene der industriellen Automatisierung entwickeltes Subset des OPC UA Standards. Es ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen Sensoren, Aktoren und übergeordneten Systemen. Mit einem klar definierten, standardisierten Ansatz sorgt OPC UA FX für maximale Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten und Systemen. Es steigert die Effizienz des Datenaustauschs, erfüllt Echtzeitanforderungen und erleichtert die Integration in anspruchsvolle Automatisierungsumgebungen.
Wichtigste Vorteile
- Dynamische Datenverarbeitung: Ermöglicht Echtzeitanpassungen in Datenmodellen für flexible industrielle Anwendungen.
- Komplexe Datenstrukturen: Unterstützt komplexe Datentypen und Beziehungen effizient.
- Verbesserte Interoperabilität: Erleichtert die Integration unterschiedlicher Systeme und Geräte.
Die Kombination von OPC UA mit PubSub, FX und TSN bietet Automatisierungsanbietern und Maschinenbauern entscheidende Vorteile:
Real-Time
Echtzeit-Datenkommunikation
TSN sorgt für die pünktliche Zustellung von Datenpaketen, während OPC UA PubSub eine effiziente Datenverteilung steuert und so Echtzeit-Überwachung und -Steuerung ermöglicht.
Effektivität
Gesteigerte Effizienz
Die Kombination dieser Technologien reduziert Netzüberlastungen, da Daten nur bei Bedarf übertragen werden, was die Ressourcennutzung optimiert.
Reibungslose Integration
Verbesserte Interoperabilität
OPC UA sorgt durch Standardisierung für eine reibungslose Integration verschiedener Geräte und Systeme, während TSN verschiedene Datenverkehrstypen unterstützt und die Interoperabilität im Automatisierungsnetzwerk stärkt.
Stufenlos Anpassung
Skalierbarkeit
Diese Technologien ermöglichen skalierbare Lösungen, die sich mit den Geschäftsanforderungen weiterentwickeln und Anbietern die Anpassung an neue Marktanforderungen erleichtern.
Dynamisch regulierbar
Erhöhte Flexibilität
Mit OPC UA FX lassen sich Systeme schnell an neue Datenmodelle und Anforderungen anpassen, um in einer dynamischen Branche wettbewerbsfähig zu bleiben.
Die Verbindung von OPC UA mit PubSub, FX und TSN bietet eine robuste Grundlage für die moderne Industrieautomation. Diese Technologien ermöglichen es Automatisierungsanbietern und Maschinenbauern, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit ihrer Systeme zu steigern und Innovationen für die Industrie 4.0 voranzutreiben.
