Steigerung des Automatisierungsgrades in bestehenden Systemen durch den Einsatz von OPC UA: Flexibilität, Sicherheit und plattformunabhängige Kommunikation
Industrielle Prozesse stehen vor großen Herausforderungen, um die Produktion zukunftsfähig zu machen. Die Kommunikation über das standardisierte Protokoll OPC UA ist ein Weg, dieses Ziel zu erreichen. Es überträgt Daten zwischen Client und Server und stellt sie anderen Prozessteilnehmern zur Verfügung - vom Feldbus bis in die Cloud. Mit einem erfahrenen Team unterstützt esd electronics Kunden dabei, OPC UA auf allen Plattformen und Systemen einsetzen zu können.
Die Produktionsleistung einer Anlage im medizinischen Umfeld soll durch ergänzende Qualitätsprüfungen im Prozess gesteigert werden. Hierfür erfasst der Kunde mithilfe eines hochpräzisen Spektrometers produktspezifische Daten, die anderen Teilnehmern im Produktionsumfeld zur Auswertung und Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt werden sollen.
Eine ideale Lösung für die sichere und effiziente Datenübertragung bot sich mit dem OPC UA Protokoll an. Die vorhandene Steuerung, ein kundenspezifisch angepasster EPPC-T10 von esd electronics, läuft erfolgreich mit dem Echtzeitbetriebssystem OS-9 von MicroSys. In einer engen Zusammenarbeit zwischen esd electronics und dem Kunden wurde ein OPC UA Server unter OS-9 in die Kundenapplikation integriert. Gemeinsam wurden die spezifischen Anforderungen des Kunden zur Übertragung großer Datenmengen aus dem Spektrometer in ein effizientes Datenmodell überführt. Die flexible und zuverlässige Datenübertragung über OPC UA ermöglicht einen nahtlosen Informationsfluss zwischen den beteiligten Systemen und trägt maßgeblich zur Steigerung der Produktionsleistung bei.
Plattformunabhängige Architektur
Durch die Umstellung des Datenaustauschs bestehender Systeme auf den offenen Standard OPC UA gemäß IEC 62541 entsteht im industriellen Umfeld eine flexible, transparente und plattformunabhängige Architektur für standardisierte und sichere Kommunikation. Standardisierte Schnittstellen ermöglichen den einfachen Zugriff auf vielfältige Anwendungen wie MES-, SAP- und ERP-Systeme, Datenbanken und Cloud-Plattformen, was die Effizienz und Integration in der Industrie maßgeblich verbessert.
Vorsprung durch Know-how
Bereits seit den 1990er Jahren entwickelt esd electronics industrielle Automatisierungskomponenten. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf dem Einsatz von Echtzeitbetriebssystemen wie OS-9, QNX, VxWorks und RTX/RTX 64, aber auch Linux, Windows/Windows Embedded kommen in vielen Lösungen zum Einsatz. Neben der Erstellung und Anpassung von Board Support Packages (BSPs) für Eigen- und Fremdhardware standen immer auch die Kommunikationsschnittstellen im Fokus. Dies ermöglicht esd electronics kurzfristig auf Kundenanforderungen zu reagieren und neue Kommunikationstechnologien wie z.B. OPC UA schnell und effizient zu integrieren. Durch Kundennähe und individuelle Beratung profitieren die Kunden heute von der Erfahrung der esd electronics und können so neue Möglichkeiten der Kommunikation in produktionsnahen Netzwerken schnell integrieren, ohne in die bestehende Architektur einzugreifen. Neben der kundenspezifischen Entwicklung bietet esd electronics auch eine Vielzahl von Standardprodukten rund um den CAN Bus, PROFINET, EtherCAT und vieles mehr an. Darunter auch einen OPC UA Server für Windows, der die Daten des CAN Bus als Objekte zur Verfügung stellt.
OPC UA-Server für CAN-Netze
Der CAN-OPC UA Server von esd electronics ermöglicht einen einfachen und sicheren plattformunabhängigen Datenaustausch zwischen CAN- und CAN FD-Feldbusgeräten und Ethernet basierten Clients. CAN-Frames und einzelne Bits werden als Objekte abgebildet, um OPC-Variablen mit präziser Bitlänge/Position aus den CAN-Daten zu generieren. Durch flexible Anpassungsmöglichkeiten wie Berechtigungen, Beschreibungen und Einheiten lassen sich die OPC Variablen optimal an individuelle Anforderungen anpassen. Hierbei werden die CAN-Daten anhand definierter CAN-IDs, Bitpositionen und Bitlängen sowie Datenkonvertierungsregeln für verschiedene Datentypen (Boolean, SByte, Byte, Int16, UInt16, Int32, UInt32 usw.) auf einzelne oder mehrere OPC UA Variablen abgebildet. Zur Definition der OPC UA Variablen können zusätzliche Optionen für Struktur und Zugriff bereitgestellt werden.
Das Mapping der Daten erfolgt über eine leicht bearbeitbare CSV-Datei, die mit einem gängigen Texteditor oder Tabellenkalkulationsprogramm angepasst werden kann. Jedes empfangene CAN-Frame aktualisiert automatisch die Daten der zugehörigen OPC-Variablen und enthält Informationen über die zuletzt empfangene CAN-Nachricht sowie den Status der Variablen. In umgekehrter Richtung kann die Konfiguration so eingestellt werden, dass bei einer Änderung der Daten der OPC-Variablen entweder direkt das Senden einer entsprechenden CAN Nachricht ausgelöst wird oder die Informationen gespeichert und erst auf Anforderung gesendet werden. Diese bidirektionale Kommunikation ermöglicht eine effiziente und flexible Datenübertragung zwischen dem CAN-Feldbus und OPC UA.
Der CAN-OPC UA Server für Windows unterstützt eine vollständig integrierte Verschlüsselung und Authentifizierung der OPC UA Kommunikation. Dank der Implementierung als Windows® Service können die Dienste ohne aktiven Benutzer ausgeführt werden. Der OPC UA Server erfüllt die Anforderungen der OPC UA Spezifikation 1.3 (‘Micro Embedded Device Server Profile’, ‘SecurityPolicy-Basic256Sha256’). Regelmäßige Tests und Updates stellen sicher, dass der Server stets den aktuellen Änderungen entspricht.
Einbinden des IIoT-Umfeldes
Das OPC UA Protokoll bzw. ein OPC UA Server ist das Tor zu einem offenen und dennoch standardisierten Datenaustausch auch in bestehenden Systemen bis hin zum IIoT Umfeld. Um diesen Standard einfach nutzen zu können, bietet esd electronics OPC UA Server sowohl als Standardprodukt für CAN als auch als kundenspezifische Applikation auf diversen Hardware-Plattformen und Betriebssystemen an. Damit Kunden vom langjährigen Know-how profitieren können, bietet esd electronics zusätzlich praxisorientierte Workshops zu OPC UA und verschiedenen Echtzeitbetriebssystemen wie beispielsweise OS-9 an.
Melden Sie sich gerne zu unserem Newsletter an und bleiben Sie auf dem Laufenden. Zur Anmeldung
