KEM Konstruktion 11.2019

MAGAZIN
PORTRÄT
Im Gespräch: Peter Lutz, Director Field Level Communications, OPC Foundation, Süßen
„Mit TSN ist echter Determinismus möglich“
Ende 2018 gab die OPC Foundation bekannt, dass sie OPC UA für die Anwendung bis in die Feldebene ertüchtigen
möchte, und startete ihre Initiative zur Field Level Communication. Entscheidender Baustein für
die Deterministik ist das Time-Sensitive Networking. Vorangetrieben wurde der Einsatz von OPC UA over
TSN in der Automatisierung von der sogenannten Shaper-Gruppe, die Ende 2018 die Standardisierung an
die OPC Foundation übergab. Seit April koordiniert Peter Lutz als Director Field Level Communications die
Arbeiten bei der OPC Foundation. Im Interview gibt er einen Überblick über den Stand der Entwicklung.
Interview: Andreas Gees, stellvertretender Chefredakteur KEM Konstruktion
Bild: Rüdiger J. Vogel/Konradin Mediengruppe
KEM Konstruktion: Herr Lutz, Sie sind seit April Director
Field Level Communications bei der OPC Foundation.
Was genau ist Ihre Aufgabe?
Peter Lutz (OPC Foundation): Unser Ziel ist die Verbesserung
der Durchgängigkeit und die Vereinheitlichung industrieller
Kommunikationssysteme. Die heutige Landschaft
in der industriellen Automatisierung ist geprägt
durch eine Vielzahl inkompatibler Feldbusse und Echtzeit-
Ethernet-Systeme. Ziel der Initiative mit aktuell 25 Unternehmen
– darunter auch die Marktführer in der Automatisierungstechnik
– ist es, den Anwendungsbereich von
OPC UA auf die Feldebene auszudehnen und OPC UA in
Kombination mit TSN als Technologie für die Kommunikation
auf der Feldebene zu etablieren. Meine Aufgabe besteht
darin, als neutrale und unabhängige Person die Koordination
der Arbeitsgruppen und ihrer Aktivitäten zu
übernehmen. Ich kümmere mich – gemeinsam mit den
entsprechenden Gremien – um alle Themen, die zur erfolgreichen
Umsetzung der FLC-Technologie erforderlich
sind, wie Standardisierung und Zertifizierung.
„Der Ansatz von FLC
ist, die bestehende
OPC-UA-Technologie mit
all ihren Eigenschaften
ins Feld zu bringen.“
Peter Lutz, Director Field
Level Communications,
OPC Foundation, Süßen
KEM Konstruktion: OPC UA hat eine Service-orientierte
Architektur. Wo liegen die Vorteile von SOA?
Lutz: Der Begriff SOA kommt aus der IT und ist ein Architekturmuster
aus dem Bereich der verteilten Systeme.
Möchte man komplexe Software miteinander verknüpfen,
dann ist es sinnvoll, klare Schnittstellen zur Verfügung
zu stellen. Diese lassen sich dann einfach implementieren
und nutzen, unabhängig von der Komplexität
der durch die Schnittstelle bereitgestellten Funktionalität,
quasi wie eine Black Box, deren Inhalt verborgen ist. Sogenannten
Discovery-Mechanismen schaffen die Möglichkeit,
von einer beliebigen Software-Komponente zu erfragen,
welche Schnittstellen (Funktionen und Eigenschaften)
sie bietet. So lässt sich z.B. von einem Roboter
abfragen, welche Dienste er zur Verfügung stellt, wie
Funktionen zum Verfahren oder Referenzieren des Roboterarms.
Das unterscheidet sich deutlich von der herkömmlichen
Feldgeräte-Kommunikation, bei der der Datenaustausch
mit Bits und Bytes kodiert ist. OPC UA eignet
sich daher insbesondere auch für flexible und dynamische
Automatisierungsstrukturen und -konzepte, was ja
für die Entwicklung von Industrie 4.0 unerlässlich ist.
KEM Konstruktion: Beinhaltet OPC auch Security?
Lutz: Die IT-Security ist bei OPC UA von vornherein berücksichtigt.
Es gibt Mechanismen zur Authentifizierung
und auch zur Verschlüsselung der Daten. Die OPC UA Security
ist sowohl für das traditionelle Client-Server-Konzept
als auch für Publish-Subscribe einsetzbar. Somit
kann neben der One-to-One- auch die One-to-Many-Kommunikation
abgesichert werden. Möchten wir OPC UA
ins Feld bringen, müssen wir neben der IT-Sicherheit
auch die Funktionale Sicherheit (Safety) berücksichtigen.
Dazu ist bereits eine erste Spezifikation verfügbar. Das
Besondere an dem Safety-Konzept für OPC UA ist, dass
man sichere Teilnehmer auch während der Laufzeit in die
Kommunikation einbinden kann, was in dieser Form bei
den herkömmlichen Safety-Protokollen nicht möglich ist.
KEM Konstruktion: OPC hat sich eher als ein Kommunikationsstandard
für die IT herauskristallisiert. Ist
OPC nicht zu komplex für die Feldkommunikation?
Lutz: OPC UA ist nicht für die Kommunikation auf der
Feldebene entwickelt worden. Es ist deutlich komplexer
als ein speziell für die Feldkommunikation entwickeltes
Ethernet-Protokoll oder ein Feldbus. OPC UA beinhaltet
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