Welche Arbeit kommt da konkret für Sie als Automatisierer zu?
Sachse: Wir müssen auf der einen Seite die technischen Ebenen miteinander kombinieren. Beispielsweise das TSN (Time Sensitive Networking, ein Unterprotokoll von OPC-UA, das es echtzeitfähig macht; Anm. d. Redaktion) müssen wir bei uns hardwareseitig mitdesignen. Das heißt, wir brauchen eine CPU mit einem Chip, der TSN spricht, damit wir die Informationsmodelle nutzen können. Dann müssen wir auf einer Embedded-Plattform den Stack implementieren. Softwareseitig müssen wir das Ganze zum Beispiel in den Engineering Tools verankern und auf dieser Ebene dann auch mit Euromap verbinden. Dann geht es mit der semantischen Beschreibung und darauffolgend mit allem anderen weiter. Das heißt, es sollte am Ende eine einfache Client-Server-Verbindung auf Steuerungsebene geben, wobei der Anwender am besten nur noch ein Häkchen setzt und dann funktioniert es. Das ist die Idealvorstellung.

Im industriellen Einsatz ist es entscheidend, dass die Steuerungsbefehle auch bei begrenzter Rechenpower der Maschinen rechtzeitig und zuverlässig ausgetauscht werden, erklärt Sebastian Sachse, Head of Technology Marketing bei B&R. (Bildquelle: David Löh/Redaktion Plastverarbeiter)

Im industriellen Einsatz ist es entscheidend, dass die Steuerungsbefehle auch bei begrenzter Rechenpower der Maschinen rechtzeitig und zuverlässig ausgetauscht werden, erklärt Sebastian Sachse, Head of Technology Marketing bei B&R. Rechts im Bild: Dr. Harald Weber, VDMA. (Bildquelle: David Löh/Redaktion Plastverarbeiter)

Warum ist es wichtig OPC-UA mit TSN zu kombinieren?
Sachse: OPC-UA als solches kommt aus der IT-Welt und ist ein klassisches IT-Protokoll. Allerdings gehen Software-Systeme wie Microsoft Data Center von unendlich viel Rechenpower und unendlich viel Speicher aus. Denn die Mechanismen, um beides bei Bedarf zu erweitern, sind in der IT höchst flexibel. OPC-UA allerdings trifft an einer  Industriemaschine auf völlig andere Voraussetzungen. Das funktioniert nur solange gut, wie man aus dieser IT-Welt auf die einzelne Maschine dezidiert zugreifen möchte. Wenn man aber von Maschine zu Maschine kommunizieren und prozesskritische Daten austauschen will, dann wird diese Zeitkonstante benötigt, ein Determinismus. Wir müssen absolut sicher sein, dass das Signal von Maschine A exakt innerhalb von 10 Millisekunden bei Maschine B ankommt und nicht erst nach 20 Millisekunden.

Ist es möglich, andere Maschinen und Geräte, die mit der Euromap-Schnittstelle nichts anfangen können, umzurüsten?
Bruder: Wenn wir beim Beispiel Spritzgießmaschinen bleiben: Diese hatten schon relativ früh Euromap 63. Damit lassen sich vielleicht nicht ganz so viele Daten übertragen  wie bei der neuen Euromap 77, aber das war ein sehr guter Anfang. Daher kann man dort ansetzen und überlegen, ob ein Um- oder Aufrüsten nötig ist. Falls ja, hat der Anwender die Möglichkeit eine alte Steuerung zu ersetzen. Diese aber OPC-UA-fähig zu machen, wird wahrscheinlich etwas schwieriger. Stattdessen könnte man auch mit Gateways arbeiten, die die Euromap-77-Schnittstelle nach oben tragen. Das ist eine Frage des notwendigen Aufwands und ob sich dieser lohnt, aber davon einmal abgesehen, ist es möglich umzurüsten.

„Wenn die Spezifikation [der Euromap 77] Ende des Jahres freigegeben ist, ist es sofort möglich, das Ganze umzusetzen.“ (Patrick Bruder, B&R)

Wenn jetzt die Spritzgießmaschinen-Hersteller eine Schnittstelle für ihre Maschinen erstellen, bilden sich doch wieder Insellösungen. Schließlich gibt es ja auch Extruder, Thermoformmaschinen, aber auch Werkzeugmaschinen etc., die sich zum Teil mit denselben Peripheriegeräten verbinden wollen. Was tun Sie, um das zu verhindern?
Bruder: Nachdem es vorher gar nichts gab, fangen eben jetzt einzelne Industrien an für sich eine Lösung zu schaffen. Ich gehe davon aus, dass sich hier in den kommenden zehn Jahren noch einiges tun wird. Meines Erachtens empfiehlt sich daher eher ein generischer Ansatz, bei dem man von einem Abbild einer Maschine mit den typischen Daten ausgeht, nach und nach Funktionen erweitert und sie so weiter aufbaut.

Weber: Diese Entwicklungstendenzen bemerken auch wir im VDMA: Wir haben im Bereich Kunststoff- und Gummimaschinen die Euromap 79 in Arbeit, die Schnittstelle zwischen Spritzgießmaschinen und Robotern. Der VDMA-Fachverband Robotik und Automation fängt nun aber auch an, Schnittstellen zu entwickeln. Die sagen natürlich, wir verbinden unsere Roboter nicht nur mit Spritzgießmaschinen, sondern auch mit Werkzeugmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen und was auch immer. Und dann sagen die Roboterhersteller natürlich zu Recht, dass sie nicht für jeden Maschinentyp ein eigenes Modell wollen. Das heißt, wenn eine Spritzgießmaschine mit einem Roboter zusammenarbeitet, da geht es dann wirklich um Werkzeugposition, Kernposition, Auswerfer. Das ist dann wirklich sehr Spritzgießmaschinen-spezifisch. Deshalb wird dort natürlich dann auch das entsprechende Modell entwickelt. Was diese übergeordneten, generischen Sachen angeht, da haben wir auch erst mal einiges festgelegt, weil wir die ersten waren und nichts vorgefunden haben. Jetzt sind da aber die Roboterhersteller sehr aktiv. Da tauschen wir uns aus und schauen darauf, welche Ergebnisse sie erarbeiten und was wir davon nutzen können.

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„Sobald dann die Euromap-Spezifikation final veröffentlich wird, werden wir auch dazu Lösungen für die Kunden anbieten, um ihnen die Umsetzung softwaretechnisch zu erleichtern“, erklärt Patrick Bruder, Global Technology Manager bei B&R. (Bildquelle: David Löh/Redaktion Plastverarbeiter)

Das führt zu meiner Frage zur Rolle von B&R in Bezug auf Entwicklung und Implementierung. Wo können Sie dahingehend Ihre Stärken ausspielen?
Bruder: Wir haben schon früh die Euromap-Schnittstellen 27 und 63 unterstützt soweit sie für uns relevant waren. In diesen Fällen haben wir sie als Softwaremodule oder Libraries implementiert. Dass Euromap in Richtung OPC-UA geht, kommt uns sehr entgegen, da wir auf den Steuerungen schon seit langem OPC-UA haben. Dementsprechend sind wir hier schon weit in die Tiefe gegangen und sind jetzt dabei, die Echtzeitfähigkeit mit TSN reinzubringen. Auf diese Weise können wir unseren Kunden, also den Maschinenbauern, relativ früh die Sicherheit geben, dass sie auf die richtige Technologie setzen. Sobald dann die Euromap-Spezifikation final veröffentlich wird, werden wir auch dazu Lösungen für die Kunden anbieten, um ihnen die Umsetzung softwaretechnisch zu erleichtern.

Sachse: Was unser Portfolio angeht, können wir Produkte anbieten, die einen OPC-UA-Server haben. Ein IO-Busknoten ist ein klassisches Beispiel dafür. Diesen kann der Anwender in seine Anlage integrieren, also die Sensorik anschließen, die er benötigt. So kann er mit einem Client auf dem Server auf das IO-Modul zugreifen.

„Die Unternehmen unterscheiden sich ja trotzdem hinsichtlich Performance, Zykluszeiten, Genauigkeiten. All das wird in keinster Weise dadurch beeinflusst, dass die Daten standardisiert nach außen gegeben werden.“ (Dr. Harald Weber, VDMA)

Wie ist der aktuelle Entwicklungsstand von Euromap 77 und wann können wir mit einer umfassenden Implementierung und Umsetzung von Euromap-Schnittstellen auf OPC-UA rechnen?
Weber: Die Euromap 77-Schnittstelle hatten wir im Oktober letzten Jahres als ersten Release Candidate veröffentlicht. Es waren jetzt aber noch ein paar Anpassungen nötig, sodass es demnächst einen zweiten Release Candidate geben wird. Vor der endgültigen Freigabe ist es wichtig, dass die Schnittstelle prototypisch implementiert und getestet wird. Teilweise sind die Hersteller zwar schon dabei, die Anpassungen müssen aber entsprechend nachgezogen werden. Und das ist eben die Frage, wie lange es noch dauert, bis die Hersteller ihre Produkte durchgetestet und freigegeben haben

Und wenn die Spezifikation da ist, wann kann die Schnittstelle implementiert werden?
Bruder: Wenn die Spezifikation Ende des Jahres freigegeben ist, ist es sofort möglich, das Ganze umzusetzen – auch weil wir OPC-UA schon auf unseren Steuerungen haben. Wir arbeiten darüber hinaus an einer Lösung, um den Maschinenherstellern die Umsetzung mit der Euromap-Empfehlung zu erleichtern.

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David Löh

Über den Autor

David Löh

ist Redakteur des Plastverarbeiter.
david.loeh@huethig.de