Da für den Einsatz neuer digitaler Technologien in Produktionsprozessen ein zuverlässiger und sicherer Zugriff auf Edge-Devices notwendig ist, muss Standardnetztechnik mit neuen Funktionen und Fähigkeiten ausgestattet werden. Nur so lassen sich die komplexen Anforderungen zukünftiger industrieller Systeme erfüllen und der Betrieb von Maschinen, Stromnetzen und Verkehrssystemen verbessern. Die ersten Zwischenergebnisse des Testbeds sind vielversprechend“, erklärt Sebastian Sachse, Technology Manager Open Automation bei B&R. Das Testbed wurde im Industrial IoT LAB von National Instruments erstmalig in Betrieb genommen. Die Ergebnisse zeigten das Potenzial von TSN auf, die hardwarenahen Kommunikationsschichten (Ebene 2 im OSI-Schichtenmodell) herstellerübergreifend zu vereinheitlichen.
Erste Tests verliefen vielversprechend
Die Integration von TSN in erste Prototypen ist bei den beteiligten Firmen sehr stark vorangeschritten und in einem gemeinsamen Plugfest wurde bewiesen, dass die einzelnen Komponenten untereinander kompatibel sind. Dabei wurden auch Performancemessungen durchgeführt. In der ersten prototypischen Implementierung wurden Zykluszeiten im niedrigen Millisekundenbereich erreicht. Diese Werte stehen denen aktueller ethernetbasierter Feldbussen in nichts nach. „Wir sind uns sicher, dass TSN in der Industrie zum Einsatz kommen wird“, sagt André Uhl, Direktor Innovation & Technology bei Schneider Electric. Dabei bleibt jedoch die Frage offen, ob auch die applikationsnahen Kommunikationsschichten vereinheitlicht werden können. Alle beteiligten Firmen sind sich einig, dass OPC UA dafür vielsprechendes Potenzial mit sich bringt. „Bereits jetzt haben sich zahlreiche Automatisierungs- und Roboterhersteller in der OPC Foundation zusammengeschlossen, um OPC UA auf Ethernet TSN aufzusetzen“, sagt Uhl.
OPC UA TSN: Brücke zwischen den Welten
Mit OPC UA TSN könnte die Brücke zwischen der IP-basierten IT-Welt und der Fabrikautomatisierung geschlagen werden. OPC UA TSN hat das Potenzial, die Kommunikation für alle Applikationen in der Fabrikautomatisierung abzuwickeln. Die Synchronisierungsgenauigkeit liegt im Sub-Mikrosekundenbereich und ist damit ausreichend für Anwendungen, wie beispielsweise Liniensynchronisation, Anbindung von Scada-Systemen, einfache Steuerungsaufgaben oder auch den Betrieb von Förderbändern und die Anbindung von I/Os. Die mögliche Erweiterung von OPC UA auf die Ebene der Linienautomatisierung in den kommenden Jahren wird gravierende Auswirkungen auf die Struktur von Maschinen und Anlagen haben. Die klassischen Feldbusse auf Factory-Ebene werden überflüssig.
Erweiterung des Testbeds um Pub/Sub
Das Testbed wurde auch auf dem IoT World Solutions Congress in Barcelona vorgestellt und einheitlich mit positivem Feedback aufgenommen. Das Testbed soll nun im nächsten Schritt in Deutschland repliziert werden. „Wir überlegen, ob wir in beiden Testbeds auch die Erweiterung von OPC UA um einen Publish/Subscribe-Mechanismus (Pub/Sub) testen“, sagt Sachse. Wie die nächsten Schritte konkret aussehen werden, stellen die beteiligten Firmen auf einer Pressekonferenz auf der SPS IPC Drives vor.
