Kommunikationsstandard

AutoID spricht OPC UA

2016 hat AIM-D in Kooperation mit der OPC Foundation einen neuen Kommunikationsstandard für AutoID-Geräte herausgebracht. Es zeigte sich, dass dieser Standard von vielen Geräteherstellern über das gesamte AutoID-Spektrum angenommen wird. 

Stefan Hoppe (President and Executive Director OPC Foundation), Bernd Wieseler (Chairman of the AIM-D Systemintegration Working Group, Hans Turck), Olaf Wilmsmeier (Board Member of AIM-D, Harting IT Software Development), und Matthias Damm (Member of OPC Foundation technical advisory council, ascolab). © Harting

Der AIM Arbeitskreis Systemintegration entschloss sich im Jahr 2014 für die Definition eines neuen, zukunftsträchtigen technologie- und herstellerunabhängigen Kommunikationsstandards für die AutoID-Branche. Bislang galt, dass viele Geräte über proprietäre Schnittstellen kommunizierten. Zudem galten für unterschiedliche Technologien oft unterschiedliche Kommunikationsstandards. Ob Barcode oder UHF RFID hatte einen Einfluss auch bei der Programmierung der Kommunikationsschnittstelle der anzubindenden Software. Diese Gegebenheiten waren historisch gewachsen.

Basistechnologie für 4.0
Behälter, Leiterplatten, Automobilkarossen, Krankenhausbetten und vieles mehr sind durch AutoID-Technologie heute automatisch zu identifizieren. Mit UHF RFID (auch RAIN RFID genannt) erhält das Objekt selbst noch ein Gedächtnis. Informationen wie das Fertigungsdatum und die Firmware Version einer Leiterplatte können direkt, in diesem Beispiel an der Leiterplatte abgespeichert werden. Ohne Stromzufuhr, drahtlos abrufbar oder aktualisierungsfähig. 

Die AutoID-Technologie ist heute das Werkzeug um eine Gesamtlösung, wie ein automatisch arbeitendes Logistikzentrum, zu realisieren. Kommunikationsbarrieren sind unerwünscht. Welche AutoID-Technologie für welchen Zweck eingesetzt wird, soll ebenfalls der Anwendungsfall entscheiden und nicht die Kommunikationsschnittelle vom AutoID-Gerät. Zudem werden klassische Kommunikationsstrukturen - Stichwort Automatisierungspyramide - aufgebrochen. Ein RFID-Reader kommuniziert heute direkt mit einem ERP-System wie auch mit einer SPS an der Produktionsstraße.

Anzeige
Diverse Hersteller bieten OPC UA für verschiedene Auto-ID-Technologien an. © Harting

Motiviert von diesen Ideen und Anforderungen entschloss sich der AIM Arbeitskreis eine Kommunikationsschnittstelle auf Basis von OPC UA zu definieren. OPC UA ist einer der Standards für die Realisierung von modernen Kommunikationsarchitekturen und wird auch in den RAMI Spezifikationen der Bundesregierung zum Thema Industrie 4.0 gelistet. Zudem wird OPC UA bereits von vielen SPSen und Softwaresystemen unterstützt. Eine Kommunikation zur Maschine, wie auch zum Datenbanksystem in der Cloud, ist so einfach zu realisieren. OPC UA ist der Kommunikationsstandard der Automatisierungsbrache. Fast jeder Anbieter für diese Branche und nahezu kein Maschinenhersteller, der nicht heute bereits eine OPC-UA-Schnittstelle anbietet.

Dank objektorientierter Struktur eignete sich OPC UA sehr gut um einen gemeinsamen Kommunikationsstandard für die verschiedenen AutoID-Technologien zu entwickeln. Gemeinsamkeiten, wie eine Scan-Methode für die einfache Erkennung einer ID können so in übergeordneten Klassen definiert werden. Spezifische Ausprägungen können in hieraus abgeleiteten Klassen für die einzelnen AutoID-Technologien umgesetzt werden. Durch diesen Mechanismus, können auch auf dem Standard aufsetzend, herstellerspezifische Erweiterungen eingepflegt werden, ohne die gemeinsame Grundfunktionalität in Frage zu stellen.

Sicherheit gleich eingebaut
Kommunikationssicherheit ist zudem ein wichtiges Thema. Isolierte Kommunikationssysteme gibt es auch in der Fertigung oder Logistik immer seltener. Wie bereits geschrieben, ist die vertikale wie horizontale Integration auch von AutoID-Systemen heute entscheidend, um eine Gesamtlösung entstehen zu lassen. OPC UA bietet integriert bereits diverse Sicherheitsmechanismen. Dies wurde auch vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) getestet. Das BSI hat bestätigt, dass OPC UA bereits integral Mechanismen zur Umsetzung einer sicheren Datenkommunikation anbietet. Für AutoID-Systeme ist dieser Aspekt nicht zu vernachlässigen. Schließlich arbeiten auf Grundlage der vom AutoID-System kommunizierten Daten komplette Maschinen und Prozesse weitestgehend autonom. 

Zum Thema Sicherheit hat AIM Deutschland im Jahr 2018 einen eigenen Arbeitskreis „AutoID & Security“ gegründet. Dieser Arbeitskreis erarbeitet Handlungsempfehlungen wie die AutoID-Technik sicher zu verwenden ist. 2016 stellte AIM Deutschland die neue OPC Unified Architecture for AutoID Companion Specification auf der Hannover Messe vor. Die ersten am Markt verfügbaren RAIN-RFID-Geräte von Siemens und Harting wurden in einer Demoapplikation auf dem Messestand der OPC Foundation vorgeführt. OPC UA hat seit 2016 noch mehr an Bedeutung gewonnen. Der Beitritt des Volkswagen-Konzerns in die OPC Foundation im Jahr 2018 zeigt, dass auch eine der Schlüsselbranchen Deutschlands und Europas, die Automobilindustrie, OPC UA für wichtig erachtet.

Einer für alle
Die OPC Unified Architecture for AutoID Companion Specification ist inzwischen von vielen AutoID-Herstellern in die Geräte integriert worden. Inzwischen sind Barcode, HF- und UHF-Geräte mit OPC-UA-Schnittstelle verfügbar. Verschiedene AutoID-Technologien aber ein gemeinsamer Kommunikationsstandard. Selbstverständlich unterscheiden sich die AutoID-Geräte der einzelnen Hersteller auch weiterhin. Differenzierungsmöglichkeiten weisen die Geräte genügend auf. Lediglich der Datenaustausch ist vereinheitlicht. Dies vereinfacht die Einbindung der AutoID-Technologie. Dank „inbuild security“ erhöht sich die Sicherheit der Kommunikation. Das beschleunigt den Ausbau der Automatisierung hin zu Industrie 4.0. 

Doch der Arbeitskreis Systemintegration arbeitet derweil weiter an der Erweiterung und Verbesserung der Schnittstellenspezifikation. Ein Kernthema ist die Vereinfachung der Schnittstelle für – aus AutoID-Sicht – einfachere Anwendungsszenarien um die Umsetzung und die Schnittstellenintegration zu beschleunigen und unnötige Hürden abzubauen. Ein weiteres wichtiges Thema ist die Integration von Sensordaten. Insbesondere die RAIN-RFID-Technik wird zur Übertragung von Sensorwerten genutzt. So kann ein Objekt eineindeutig identifiziert werden, zusätzliche Daten ausgelesen und geschrieben sowie der aktuelle Zustand des Objektes abgefragt werden. Informationen, ob das Getriebe zu heiß, die Karosserie feucht oder der Container sicher verriegelt ist, können direkt mit abgefragt werden. as

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

IIoT-Lösungen

Zum Einstieg in die digitale Fertigung

Konica Minolta zeigt auf der SPS aktuelle IIoT-Lösungen. Am Stand stehen insbesondere die Verknüpfung der industriellen Produktion mit modernen Informations- und Kommunikationstechnologien wie Smart Glasses, Sensoren oder Wärmebildkameras im Fokus.

mehr...
Anzeige
Anzeige

Baumüller auf der SPS

Intelligente Automatisierung

Baumüller stellt auf der SPS zahlreiche neue Produkte vor: An verschiedenen Stationen sind Motorkonzepte, intelligente Antriebsfunktionen und Steuerungsplattformen zu sehen. Im Bereich Industrie 4.0 wird die Konnektivität und Interoperabilität der...

mehr...
Anzeige

Lapp-Verbindungssysteme

Hart im Nehmen

Schmutz, Hitze, Öl, Bakterien, millionenfache Bewegungen: Leitungen müssen in der Industrie einiges aushalten. Zur SPS bringt Lapp einige Neuheiten mit, die selbst dann noch funktionieren, wenn andere Komponenten den Dienst aufgegeben haben.

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Echtzeitautomatisierung

Wo IT auf OT trifft

Die Steuerung u-control 2000 web integriert die Echtzeitautomatisierung und die Kommunikation für das Internet der Dinge und somit die Schnittstelle zwischen der Information Technology (IT) und der Operational Technology (OT).

mehr...

Safety

Sicherheitssensor bei Gas und Staub

Schmersal hat den ersten RFID-basierten Sicherheitssensor vorgestellt, der nach der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU konstruiert und in den Ex-Zonen 2 (Gas-Ex, Kategorie 3G) und 22 (Staub-Ex, Kategorie 3D) einsetzbar ist.

mehr...