Portrait Rene HummenDie einheitliche Kommunikationslösung der Zukunft

Bei der SPS IPC Drives 2016 in Nürnberg gaben die Unternehmen ABB, Bosch Rexroth, B&R, CISCO, General Electric, KUKA, National Instruments (NI), Parker Hannifin, Schneider Electric, SEW-EURODRIVE und TTTech bekannt, dass sie gemeinsam OPC UA over Time Sensitive Networking (TSN) als die einheitliche Kommunikationslösung zwischen industriellen Steuerungen und der Cloud vorantreiben möchten. In unserer neuen Serie greifen wir dieses Thema auf und geben den teilnehmenden Unternehmen die Möglichkeit, ihre Sicht der Dinge zu präsentieren.

Dr. René Hummen
Senior Architect Technology and Innovation
Hirschmann Automation and Control GmbH

Welche Rolle spielen Aktivitäten wie das Time Sensitive Networking (TSN) Testbed des Industrial Internet Consortiums für den Erfolg von OPC UA und TSN?

Eine zunehmende Vernetzung sowie der durchgängige Datenaustausch zwischen Maschinen, Steuerungen und (Cloud-)Diensten sind zentrale Anforderungen an die moderne industrielle Kommunikation in Zeiten von Industrie 4.0 und des Industrial IoT (IIoT). Anforderungen, die sich bereits heute oftmals mit einer Reihe offener Standards wie Ethernet, TCP/IP und OPC UA umsetzen lassen. Das zeigt der große Erfolg dieser Technologien auf dem industriellen Markt.

Sobald jedoch Echtzeitanforderungen an die Datenübertragung gestellt werden, kommen heute noch verschiedenste proprietäre Echtzeit-Ethernet-Lösungen zum Einsatz. Diese erfüllen zwar die geforderten Latenzgarantien, sind allerdings für gewöhnlich zueinander inkompatibel und unterstützen oftmals konventionellen Ethernet-Verkehr nur mit Einschränkungen. Für einen durchgängigen Datenaustausch bedarf es daher zusätzlicher Gateways, die sowohl die Investitions- und Betriebskosten als auch die Netzwerkkomplexität erhöhen.

Mit den offenen Standards OPC UA und IEEE TSN gibt es erstmals einen Ausweg aus diesem Dilemma. Die Publish/Subscribe-Erweiterung von OPC UA bietet dabei die Grundlage für Echtzeitkommunikation auf Anwendungsebene, während TSN die Echtzeitbedürfnisse an die Datenvermittlung in lokalen Netzwerken bedient. TSN, der nächste Evolutionsschritt der Ethernet-Macher, benötigt dafür allerdings Kenntnis über die Echtzeitanforderungen der zu übertragenden OPC UA Publish/Subscribe-Nachrichten. Die hierzu notwendige Integration beider Technologien wird derzeit an der OPC Foundation umgesetzt.

Um bereits heute die Interoperabilität von OPC UA und TSN prüfen und die erfolgreiche Integration dieser Technologien sicherstellen zu können, bedarf es vorwettbewerblicher Anstrengungen der involvierten Unternehmen. Testbeds wie das TSN Testbed des Industrial Internet Consortiums (IIC), bei dem Hirschmann seit Oktober 2016 Mitglied ist, bieten den entsprechenden rechtlichen Rahmen für solche Aktivitäten. Sie sind somit essentiell für die Erprobung von OPC UA und TSN. Testbeds bieten aber nicht nur die Möglichkeit die Interoperabilität von Vorserien-Produkten zu prüfen, sondern ermöglichen es weiterhin frühzeitiges Feedback an Standardisierungs- und Zertifizierungsorganisationen zu geben.

Hirschmann setzt sich bereits seit Beginn des industriellen Ethernets für den Einsatz von offenen Standards in industriellen Netzwerken ein und fördert diese durch die aktive Mitgestaltung in verschiedenen Standardisierungsgremien. Dies ist auch bei OPC UA und TSN wieder der Fall, wo Hirschmann die entsprechenden Standards an der OPC Foundation und der IEEE mitgestaltet. Sowohl OPC UA als auch TSN sieht Hirschmann als einmalige Gelegenheit für ein offenes und interoperables IIoT.