Der Stellenwert von OPC UA für moderne HMIs

Die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine erfordert Schnittstellen, die weder dem Menschen noch der Maschine zuzuordnen sind. Über diese HMIs (Human-Machine-Interfaces) können Maschinen und Anlagen überwacht und gesteuert werden. Doch in einer Anlage sind Komponenten der verschiedensten Hersteller verbaut, dieser heterogene Mix macht das schnelle Erstellen von HMIs nahezu unmöglich, wenn jeder Hersteller ein anderes Kommunikationsprotokoll verwendet und daher für jedes Einzelteil eine neue Schnittstelle programmiert werden muss.  

OPC UA ist ein nicht mehr ganz so neuer Industriestandard für die Maschinenkommunikation, der diesen Irrsinn unnötig macht. In Ermangelung einer Alternative haben sich nahezu alle Hersteller aus der Automatisierungstechnik diesem Standard angeschlossen, der eine herstellerunabhängige Kommunikation über eine Protokollform ermöglicht.

HMIs sind heute in der Regel nicht mehr als mobile Endgeräte (z.B. Smartphone oder Tablet), über die Anlagen gesteuert werden. Dafür müssen die Daten ausgelesen und geschrieben werden.

Mittlerweile können HMIs ohne großen Programmieraufwand via Konfiguration erstellt werden und inzwischen gilt dies auch für OPC UA SChnittstellen. Ob Mensch oder Maschine ist letztlich egal, denn OPC UA wird durch einfach verständliche HMIs von beiden verstanden.

Konfigurierbare Schnittstellen zwischen Menschen, Maschinen und Systemen sind die Grundlage von effizienter Maschinenkommunikation. Nicht auszudenken wäre der Programmieraufwand und damit der Preis, müssten Anwendungen für Steuerung und Überwachung von Großanlagen nach wie vor herkömmlich programmiert und für jede Komponente eine einzelne Schnittstelle erstellt werden. Doch letztlich ist es nicht nur Zeit- und Geldaufwand, der konventionell programmierte Anwendungen inzwischen altmodisch und nicht mehr zeitgemäß erscheinen lässt. Auch die Flexibilität lässt stark zu wünschen übrig. Und was haben Nutzer von Anwendungen, die nicht auf dem aktuellsten Stand sind und mit denen unter Umständen nicht mehr alle Komponenten einer Anlage gesteuert werden können, weil es ein neues Bauteil gibt, zu dem noch keine Schnittstelle programmiert wurde?

Dank standardisierter Schnittstellen lassen sich alle OPC UA fähigen Geräte mit nur einem Schnittstellentyp in Anwendungen integrieren. Damit kommt der Standard den modernen Anforderungen an Anwendungsumsetzung entgegen: schnell und flexibel.

Durch Konfiguration ebensolcher OPC UA Schnittstellen können Maschinen und Anlagen binnen weniger Minuten in Anwendungen integriert werden, so dass alle Datenpunkte ausgelesen und mit entsprechenden Funktionen in der App belegt werden können, so lassen sich Geschwindigkeiten anpassen oder Temperatur- und Drucksensoren überwachen.

Durch moderne Konfigurationsmöglichkeiten von Anwendungen mit dem Feature Maschinenkommunikation über gängige Webtechnologien wird es erstmals möglich, schnell und flexibel Apps für mobile Endgeräte zu erstellen. Ohne den herstellerübergreifenden OPC UA-Standard wäre die Umsetzung solcher Anwendungen trotz Konfiguration weit weniger einfach und schnell.

Damit bildet OPC UA eine Säule der Basis für moderne HMIs, andere Säulen sind Webtechnologien und Systemvernetzung.

Denn nur, wenn die Fülle an benötigten Schnittstellen konfigurier- und damit nachhaltig anpassbar ist, wird die notwendige Systemvernetzung möglich.

Eine einzige Anwendung, sagen wir für die Wartung des Maschinenparks eines einzigen Produktionsbetriebs benötigt Daten aus mehreren Systemen: Datenbanken zur Speicherung und Analyse der gemessenen Werte der Anlage, Ticketsystem, Ersatzteillagerverwaltung, Arbeitszeiterfassung. Doch nur, wenn alle dieses Systeme in eine Anwendung integriert werden, also ihre Daten liefern und auch Informationen empfangen können, werden Anwendungen mit echtem Mehrwert möglich.

Die Konfigurierbarkeit von OPC UA Schnittstellen liefert einen wichtigen Beitrag dazu. Ob Daten nun vom Menschen oder anderen Maschinen genutzt werden, ist irrelevant, denn beides ist möglich.

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