Der Arbeitskreis 2.1 “Process Automation Systems” der NAMUR hat ein neues Positionspapier mit dem Titel “Requirements for the Implementation of OPC UA in Process Automation Systems” herausgegeben. Das Dokument steht kostenfrei zum Download zur Verfügung.

In dem neuen Position Paper, das auf Englisch formuliert ist, gibt der AK 2.1 Beispiele für die aktuellen Herausforderungen von Anwendern, die OPC Unified Architecture (OPC UA) in der  Prozessautomatisierung einsetzen wollen. Außerdem enthält das Papier eine Sammlung von Anforderungen, die in Kategorien wie Engineering/Konfiguration, Verfügbarkeit, Sicherheit,  Datenübertragung und Profilunterstützung unterteilt sind. Diese Anforderungen werden repräsentativen Anwendungsfällen in der Prozessautomatisierung zugeordnet und dienen als Leitfaden sowohl für Systemanbieter als auch für Endanwender.

Anforderungen für die Implementierung von praktischen OPC-UA-Lösungen

OPC Unified Architecture (UA) ist eine standardisierte Kommunikationstechnologie für die Bedürfnisse der Industrieautomation, um Daten zwischen verschiedenen vernetzten und heterogenen Systemen austauschen zu können. Obwohl OPC UA die Einschränkungen der Vorgängerserie OPC classic überwindet, stellen verschiedene industrielle Software-Implementierungen den Endanwender vor Herausforderungen. Das neue Dokument soll einen Überblick über die Anforderungen für die Implementierung einer praktischen Lösung geben.

OPC Unified Architecture (UA) wurde entwickelt, um einen plattformunabhängigen Datenaustausch zu ermöglichen, wobei die COM/DCOM-basierten Kommunikationsmodelle des Vorgängers Open Platform Communications (OPC) aufgegeben wurden. Die 2006 eingeführten und in der IEC 62541 ausführlich beschriebenen Vorteile reichen von sicherer, Firewall-freundlicher Kommunikation bis hin zu objektorientierten Fähigkeiten. Für OPC UA gibt es vielfältige Anwendungsfälle in der Automatisierungstechnik und Prozessautomatisierung, wie z. B.:

• Package-Unit-Integration in ein DCS (Distributed Control System) mit MTP-Standard (Module Type Package) über OPC UA als Kommunikationsprotokoll.
• SPLC-Kopplung (sicherheitsgerichtete speicherprogrammierbare Steuerung) an ein DCS, um sicherheitsgerichtete Funktionen sowie Alarme und Ereignisse in der HMI (Human Machine Interface) des DCS zu visualisieren.
• Bidirektionale Integration von DCS-Systemen und übergeordneten, standort- oder unternehmensweiten Informationssystemen, wie z.B. Anlageninformationssystemen (PIMS).
• Extraktion von diagnostischen, nicht-steuerungsbezogenen Informationen von Feldgeräten in den sekundären Datenkanal der NAMUR Open Architecture (NOA) unter Verwendung von OPC UA aus dem Feldgerät.

Endanwender sehen sich aktuell mit verschiedenen Probleme konfrontiert

Obwohl OPC UA sowohl bei Anbietern als auch bei Endanwendern auf großes industrielles Interesse stößt, sind mit den derzeitigen Software-Implementierungen mehrere Nachteile verbunden. Infolgedessen sehen sich die Endanwender derzeit mit verschiedenen Problemen konfrontiert, wenn sie versuchen, die Technologie zu nutzen. Im Folgenden sind einige Beispiele für die aktuellen Probleme aufgeführt:

• Das Hinzufügen neuer Messpunkte ist oft nur über eine Neuinitialisierung der Verbindung möglich, was Datenverluste und den damit verbundenen Ausfall der Kommunikation während der Neuinitialisierung mit sich bringt.
• Unterschiedliche Redundanz-Implementierungen zwischen Server und Client (transparente vs. nicht-transparente Re-Dundanz) können dazu führen, dass eine redundante Verbindung gar nicht aufgebaut werden kann.
• Das Durchsuchen des OPC-UA-Namensraums ist unter Umständen nicht möglich, so dass auf eine manuelle und statische Konfiguration der ausgetauschten Daten zurückgegriffen werden muss, einschließlich potenzieller Inkonsistenzen und eines relativ großen Implementierungsaufwands für einfache Änderungen.
• Die Kommunikationsleistung ist manchmal sehr begrenzt, und es fehlen Informationen und Spezifikationen zu den möglichen Leistungsparametern von Server- und Client-Implementierungen. Darüber hinaus negative Auswirkungen auf die Leistung des Controllers aufgrund einer schlechten Implementierung.
• Fehlende Möglichkeit zur Konfiguration geeigneter Zugriffsrechte, wie Zugriffs-, Schreib- und Leseberechtigungen.

Ziel des Positionspapiers ist es daher, aus repräsentativen Anwendungsfällen der Prozessautomatisierung Nutzeranforderungen abzuleiten, die Anbietern und Anwendern als Orientierung dienen können. Das Papier steht zum kostenfreien Download zur Verfügung:

Weitere Informationen gibt es unter www.namur.net, weiterführende Informationen zu neuen oder aktualisierten NAMUR-Empfehlungen und -Arbeitsblättern sind hier zu finden.