Offene Standards für die Feldebene: OPC Foundation gibt UAFX-Spezifikationen frei

• Die OPC Foundation gibt die OPC UA Field eXchange (UAFX) Spezifikationen frei.
• Die Veröffentlichung der UAFX-Spezifikationen soll den Beginn einer neuen Generation sicherer, auf offenen Standards basierender Kommunikation in der Feldebene einläuten.

Die OPC Foundation (OPCF) gibt bekannt, dass ihre Field Level Communications (FLC) Initiative die ersten OPC UA Field eXchange (UAFX) Spezifikationen veröffentlicht hat. Sie bilden die Grundlage für die Nutzung von OPC UA in der Feldebene. Die UAFX-Spezifikationen, an denen vier Jahre lang gearbeitet wurde, sind von den OPCF-Mitgliedern eingehend geprüft worden. Zudem haben sie ein umfangreiches Prototyping durchlaufen. Somit ist sichergestellt, dass ihre Implementierungen herstellerübergreifende Interoperabilität gewährleisten. Automatisierungsanbieter können nun damit beginnen, die UAFX-Funktionalität in entsprechende Produkte und Lösungen zu integrieren. Endanwender können sich darüber hinaus auf die Vorteile freuen, die UAFX-basierte Feldkommunikation bietet.

Die veröffentlichten UAFX-Spezifikationen bestehen aus vier Teilen, die sich auf den Austausch von Prozess- und Konfigurationsdaten zwischen Automatisierungskomponenten konzentrieren. Die Spezifikationsteile verwenden OPC UA Client/Server und PubSub-Erweiterungen in Kombination mit Peer-to-Peer-Verbindungen und einer Basisdiagnose:

• Part 80 (OPC 10000-80) gibt eine Einführung und einen Überblick in die grundlegenden Konzepte der Verwendung von OPC UA für die Kommunikation auf der Feldebene.
• Part 81 (OPC 10000-81) spezifiziert das Basisinformationsmodell und die Kommunikationskonzepte, um die verschiedenen Use Cases und Anforderungen der Fabrik- und Prozessautomatisierung zu erfüllen.
• Part 82 (OPC 10000-82) beschreibt Netzwerkdienste, wie beispielsweise Topologie-Erkennung und Zeitsynchronisation.
• Part 84 (OPC 10000-84) definiert das Controller-Profil mit Details zur Erfüllung der Konformitätsanforderungen.

Dieses erste Release bildet die Grundlage für entsprechende Spezifikationserweiterungen. Anschließend sollen auch die Use Cases Controller-to-Device (C2D) und Device-to-Device (D2D) abgedeckt werden. Dazu gehören die Entwicklung von Anwendungsprofilen für Geräte zur Bewegungssteuerung und -regelung, Feldinstrumente und E/A-Peripherie.

Interoperabilitätsdemo für UAFX-Spezifikationen

Auf der diesjährigen SPS in Nürnberg wird eine herstellerübergreifende UAFX-Interoperabilitätsdemo gezeigt, die Komponenten von insgesamt 20 Herstellern kombiniert. Beteiligt sind die Firmen ABB, Beckhoff, Bosch Rexroth, B&R, Emerson, Festo, Honeywell, Hirschmann/Belden, Huawei, Keba, Kuka, Mitsubishi, Moxa, Omron, Phoenix Contact, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, Unified Automation, Wago und Yokogawa.

Der Fokus der Interoperabilitätsdemo liegt auf der horizontalen Kommunikation zwischen Steuerungen von Drittanbietern, das heißt der Controller-to-Controller-Kommunikation (C2C). Unter Verwendung der UAFX-Erweiterungen tauschen die Steuerungen Prozessdaten mit Hilfe von UAFX-Verbindungen und PubSub-Mechanismen über UDP/IP und kabelgebundenes Ethernet, Ethernet TSN und 5G-Funkverbindungen aus. Die UAFX-Verbindungen nutzen dazu die UAFX-Publisher- und UAFX-Subscriber-Funktionalität. Die Steuerungen werden über die integrierte oder eigenständige UAFX Connection Manager-Software konfiguriert und miteinander verbunden. Siemens und Unified Automation haben die in dieser Demonstration verwendeten UAFX Connection Manager implementiert. Alle Steuerungen lassen sich in Echtzeit über ein zentrales Dashboard überwachen. Es visualisiert den Status, ausgewählte Prozessdaten sowie andere Informationen aus dem UAFX-Asset-Information-Modell für jede Automatisierungskomponente.

Peter Lutz, Director Field Level Communications der OPC Foundation, sagt: „Wir freuen uns über die Fortschritte, die unsere Arbeitsgruppen in den letzten Monaten gemacht haben. Die Veröffentlichung der ersten Version der UAFX-Spezifikation und eine beeindruckende Multivendor-Live-Demo sind wichtige Erfolge, denn die Spezifikationen sind nun so ausgereift, dass echte Produkte implementiert und Konformitätstests umgesetzt werden können.“

Technische Arbeitsgruppen: Spezifikationsinhalte für die Erweiterung des OPC UA-Frameworks

Seit dem Start der Field Level Communications Initiative im November 2018 haben sich mehr als 320 Experten aus über 65 Mitgliedsunternehmen der OPC Foundation an den verschiedenen technischen Arbeitsgruppen beteiligt. Gemeinsam legen sie dabei die technischen Konzepte fest. Sie erarbeiten zudem Spezifikationsinhalte für die Erweiterung des OPC UA Frameworks auf die Feldebene. Dazu gehören auch Determinismus, Motion, Instrumentierung und funktionale Sicherheit.

Thomas Brandl von Bosch Rexroth, der den Vorsitz des Lenkungsausschusses der Field Level Communications Initiative inne hat, kommentiert: „Es ist bemerkenswert, wie viele Unternehmen – einschließlich aller großen Automatisierungsanbieter und Schlüsseltechnologieanbieter auf der ganzen Welt – zu unserer Initiative beitragen und wie konstruktiv alle Experten zusammen arbeiten, um das gemeinsame Ziel, OPC UA in die Feldebene zu bringen, voranzutreiben.“

Stefan Hoppe, Präsident der OPC Foundation: „Herzlichen Glückwunsch an alle, die an diesen Spezifikationen mitgewirkt haben. OPC UA dient aufgrund seiner Vielseitigkeit, Sicherheit und Herstellerunabhängigkeit bereits als Kommunikations-Backbone in verschiedenen Initiativen der Prozess- und Fabrikautomation. In einem ersten Schritt schließen die UAFX-Erweiterungen die Lücke der standardisierten horizontalen Steuerung-zu-Steuerung-Kommunikation und werden von vielen anderen Organisationen als Basistechnologie referenziert werden.“

Weitere Informationen: https://opcfoundation.org/

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