Standardisierte Datenübertragung
Die Voraussetzung in der industriellen Kommunikation für die Vernetzung von Industrieanlagen
Die digitale Vernetzung der industriellen Produktion ist ein großer Trend und eröffnet Industrieunternehmen vielversprechende Möglichkeiten zur Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung. Von zentraler Bedeutung ist dabei die automatisierte und standardisierte Datenübertragung zwischen Maschinen und Anlagen, die die Grundlage für die Vernetzung schafft. Die Datenübertragung erfolgt über so genannte Kommunikationsprotokolle: also Regeln und Konventionen, die den Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen festlegen.
Nicht selten fehlt es jedoch gerade kleinen und mittelständischen Unternehmen an Ressourcen – insbesondere an Wissen, Zeit und finanziellen Mitteln – um ihre Produktionsanlagen zu digitalisieren und zu vernetzen.
Die Herausforderung: Heterogene Produktionslandschaften mit unterschiedlichen Datenübertragungswegen
Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Kommunikationsprotokolle für die Datenübertragung in der Industrie entwickelt. Jedes dieser Protokolle hat spezifische Vor- und Nachteile bzw. ist nur für bestimmte Anwendungsfälle geeignet (z.B. Automatisierung), so dass die Protokolle nicht alle Anforderungen eines komplexen Industriebetriebs abdecken können. Daher ist eine Kombination mehrerer Protokolle notwendig.
Darüber hinaus bestehen Produktionsanlagen in der Regel aus vielen verschiedenen Maschinen und Anlagen, die oft von unterschiedlichen Herstellern stammen und jeweils unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle verwenden. Die Vernetzung dieser heterogenen Infrastrukturen ist mit herkömmlichen Methoden oft nur mit großem Aufwand realisierbar. Auch neue Technologien lassen sich nur schwer in bestehende, komplexe Produktionsumgebungen integrieren.
OPC UA ermöglicht einheitliche Datenübertragung
Hier setzt das Kommunikationsframework OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture) an. Ein Framework besteht - im Gegensatz zu einem einzelnen Kommunikationsprotokoll - aus mehreren Ebenen bzw. Protokollen und bietet damit die Möglichkeit Datenströme aus unterschiedlichen Anwendungen miteinander zu verknüpfen.
Das Kommunikationsframework OPC UA ist hersteller- und branchenunabhängig und stellt ein einheitliches Format für den Austausch beziehungsweise die Übertragung von Informationen zur Verfügung. Es ermöglicht so die Kommunikation zwischen verschiedenen Anlagen, Maschinen, IT-Systemen und Geräten im Unternehmen, die dann miteinander vernetzt werden können.
OPC UA: Eine gemeinsame Sprache für alle Maschinen und Geräte
OPC UA verbindet die Informationstechnik (IT) mit der Betriebstechnik (englisch: Operational Technology - OT): z.B. das ERP-System - das zentrale System zur Planung und Steuerung von Unternehmensressourcen, das in der IT-Ebene angesiedelt ist - mit der industriellen Automatisierungsebene, das in der Betriebstechnik angesiedelt ist.
Das Framework setzt im Unternehmen mehrdimensional an und ist über die Ebenen hinweg durchlässig, während einfache Kommunikationsprotokolle meist zweidimensional (bilateraler Datenaustauschen) arbeiten.
Eigenschaften und Vorteile des Kommunikationsprotokolls OPC UA
Wie Unternehmen durch eine standardisierte Datenübertragung von mehr Energieeffizienz profitieren können
Mit Hilfe von OPC UA können Unternehmen auch ihre Energie- und Ressourceneffizienz steigern. Denn durch den standardisierten und durchgängigen Datenaustausch über alle Produktionsebenen hinweg ist es möglich, die entsprechenden Daten zentral zu sammeln, zu analysieren und auszuwerten. Es bildet damit die Grundlage für ein intelligentes betriebliches Energiedatenmanagement, mit den Industriebetriebe mit Hilfe einer Energiemanagementsoftware Energieverbräuche erkennen, Effizienzpotenziale heben und Kosten senken können.
Für das Energiemanagement wurde auch eine OPC UA Erweiterung speziell für die Kommunikation von Energiedaten und -informationen geschaffen. Die sogenannte OPC UA Companion Specification unterstützt unter anderem die Integration einer Energiemanagementsoftware im Unternehmen.
Einführung von OPC UA im Unternehmen
OPC UA wird häufig als Software-Implementierung angeboten, z. B. als OPC UA-Server oder OPC UA-Client, die den Kommunikationsstandard im Industriebetrieb praktisch umsetzen. Unternehmen können diese Softwarekomponenten in ihre Geräte oder Systeme integrieren.
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