Die Zusammenarbeit von PLC Open und OPC Foundation begann bereits im Oktober 2008. Ziel war es, das Software-Modell der IEC 61131-3 auf das OPC UA-Informationsmodell zu übertragen, das im März 2010 von beiden Organisationen veröffentlicht wurde. Als Grundlage dient die OPC UA Client-Server-Architektur. Dabei wird der Server mit der Steuerung verbunden oder in diese integriert. Enthalten ist eine Verbindung zu erweiterten Programm- und Steuerungsfunktionen entsprechend dem Mapping nach IEC 61131-3.
SPS als Teil der IT-Kommunikation
In einem nächsten Schritt veranlassten die Arbeitsgruppen im Jahr 2011 die Definition von Funktionsblöcken für die IEC 61131-3. Die entsprechenden Spezifikationen wurden nun am 3. April 2014 veröffentlicht. Damit kann die Steuerung als \’intelligenter\‘ Bestandteil der IT-Kommunikation agieren. Das Zusammenspiel zwischen IT und industrieller Automation wird vor diesem Hintergrund häufig im Kontext der \’Automatisierungspyramide\‘ dargestellt. Im Hinblick auf Kommunikationsfunktionen basiert das Modell auf der Annahme, dass die Steuerung als zentrale Komponente eines Automatisierungssystems höheren Systemebenen gegenüber \’stumm\‘ bleibt und entsprechend nur auf Anfragen reagiert. Damit agiert der höhere Level immer als Client und initiiert Datenanfragen – auf der Ebene darunter reagiert der Controller lediglich auf diese Anfragen.
Systemebenen werden durchlässiger
Heutzutage wird diese strikte Trennung von Systemebenen, genauso wie die \’Top-down\‘-Herangehensweise an den Informationsfluss, immer weiter \’aufgeweicht\‘; zunehmend werden Modelle mit einer flacheren Hierarchie eingesetzt. So müssen beispielsweise in einem \’smarten\‘ Netzwerk jedes Gerät und jeder Dienst in der Lage sein, bei Bedarf Kommunikationsvorgänge mit allen anderen Diensten anzustoßen. Entsprechend konzentrierte sich die Arbeitsgruppe auf OPC-Funktionalität im Kontext einer IEC 61131-3-konformen Steuerung: Eine SPS kann – unabhängig vom Feldbussystem – komplexe Datenstrukturen horizontal mit anderen Steuerungen austauschen oder vertikal mit Geräten über einen OPC UA-Serveraufruf in ein Manufacturing Execution- oder Enterprise Resource Planning-System (MES/ERP) kommunizieren. Auf diese Weise lassen sich etwa Daten sammeln oder auch neue Produktionsaufträge in die Cloud schreiben.
Funktionsaufruf im Unternehmenssystem
Diese Herangehensweise ermöglicht unabhängig agierende Fertigungslinien, die dabei auch auf integrierte OPC UA-Sicherheitsfunktionen zugreifen können. Diese Client-Server-Architektur lässt sich etwa für die Kommunikation der Maschinen einer Linie untereinander einsetzen. Zudem können so Dienste in einem System höherer Ebene angestoßen werden, um etwa eine Rezeptur auf Basis aktueller Ein- und Ausgabeparameter (E/A) abzurufen. OPC UA Client-Funktionalität innerhalb einer Steuerung bietet zwar keine fest geregelte Echtzeit-Kommunikation und ist damit kein determinierter Feldbus. Der Standard kann aber schnelle und sichere, busunabhänigige Kommunikation unterstützen und zudem Modellierungsmechanismen für Informationsmodelle bieten. \“Ich freue mich, dass diese Spezifikation veröffentlicht und in der Industrie umgesetzt wird: Beckhoff, B&R, Bosch Rexroth und Omron haben die Gruppe mit prototypischen Installationen unterstützt und werden innerhalb eines Jahres erste Produkte anbieten. Auch 3S hat angekündigt, die Funktionalität innerhalb von zwei Jahren zur Verfügung stellen zu können\“, so Stefan Hoppe, Präsident von OPC Europe Eelco von der Wal, Managing Director der PLC Open, erläuterte: \“OPC UA-Technologie schafft die Möglichkeit für transparente Kommunikation unabhänigig vom Netzwerk. Das ist die Grundlage für ein neues Kommunikationszeitalter in der industriellen Steuerungstechnik\“.
