Aufbruch in ein neues Kommunikationszeitalter

Seit 2003 lenkt und vermarktet die Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG) das Echtzeitprotokoll Powerlink. Wie hat sich das System seitdem weiterentwickelt, welche Position nimmt es in der Indus­trie 4.0 ein und was sind die zukünftigen Pläne? Antworten auf diese und weitere Fragen gibt EPSG-Geschäftsführer Stefan Schönegger im Interview.

Stefan Schönegger, Geschäftsführer der Ethernet Powerlink Standardization Group: „Durch die Kombination aus OPC UA, Powerlink und ,openSafety‘ ergibt sich das optimale Backbone der digitalen Fabrik.“

Herr Schönegger, Powerlink blickt auf eine rund 15-jährige Historie zurück. In diesem Zeitraum hat sich der Markt für Feldbusse und Indus­trial-Ethernet-Systeme deutlich verändert. Was denken Sie, wie wird sich dieser Markt im Zuge der Industrie-4.0-/Smart-Factory-Bewegung zukünftig weiterentwickeln?

S. Schönegger: Natürlich beschleunigen Initiativen, wie Industrie 4.0 bzw. Smart Factory, die Verbreitung von Industrial-Ethernet-basierten Systemen. Für diese Konzepte ist die digitale Durchgängigkeit Vo­raussetzung. Ethernet-basierte Systeme sind dafür elementar. Deshalb werden sich diese entsprechend weiter verbreiten. Unsere Kunden statten neue Maschinen nur noch mit Industrial Ethernet aus.

Bitte skizzieren Sie kurz die Kommunikationsstruktur, die eine Digital Factory aus Ihrer Sicht kennzeichnen wird.

S. Schönegger: Die große Vision ist es, eine durchgängige Kommunika­tion vom Sensor bis in die Cloud zu ermöglichen. Es ist also ein einheitliches Protokoll notwendig, das über sämtliche System- und Herstellergrenzen hinweg Informationen überträgt.

OPC UA ist dafür prädestiniert. Es lässt sich in allen relevanten Netzwerken übertragen und verfügt über ein umfangreiches Daten- und Informationsmodell. Damit wird sichergestellt, dass jede Systemkomponente Daten gleich interpretiert.

Innerhalb der Maschine kann OPC UA zum Beispiel über Powerlink übertragen werden. Damit wird es auf Maschinenebene relevant. Auch sichere Daten können mithilfe von OPC UA übertragen werden. Ideal geeignet ist dafür das Open-Source-Protokoll „openSafety“, da es unabhängig vom verwendeten Netzwerk ist.

Durch die Kombination aus OPC UA, Powerlink und „openSafety“ ergibt sich das optimale Backbone der digitalen Fabrik.

Die Kommunikationsstruktur innerhalb der Automatisierungspyramide mit OPC UA, Powerlink und „openSafety“

Sie haben Ende 2015 Ihre Zusammenarbeit mit der OPC Foundation besiegelt. Danach soll bis Ende dieses Jahres die Companion Specification vorliegen. Liegen Sie dahin gehend im Zeitplan? Welchen Nutzen hat der Kunde von der Zusammenarbeit und welchen Aufwand muss er leisten, um diesen zu erhalten?

S. Schönegger: Wir liegen gut im Zeitplan. Der Kunde profitiert durch diese Entwicklung von den Vorteilen beider Systeme und kann damit sämtliche Anwendungsfelder abdecken: Powerlink bietet die nötige Performance und OPC UA bildet die Durchgängigkeit bis in die Cloud.
Sie unterstützen auch die TSN-Initiative der OPC Foundation. Bitte erläutern Sie auch hierzu die Hintergründe und den Kundennutzen.

S. Schönegger: Wir erwarten uns einen maximalen Nutzen von TSN. Es ermöglicht deterministische Kommunikation über Switch-basierte, weit verteilte Netzwerke. Da es sich um eine Erweiterung des Ethernet-Standards IEEE802.3 handelt, erwarten wir auch eine schnelle und hohe Verbreitung der Technologie. OPC UA setzt auf dem Ethernet-Standard auf und somit sind protokollseitig keine Änderungen notwendig. Jeder Kunde, der OPC UA einsetzt, wird automatisch von TSN profitieren.  

Müssen Sie nicht damit rechnen, dass unter der Applikationsschicht Powerlink komplett durch TSN abgelöst wird?

S. Schönegger: Bei TSN handelt es sich um eine Erweiterung des Ethernet-Standards. Da Powerlink auf diesem aufsetzt, steht der Verwendung von Powerlink über TSN nichts im Wege und es gibt keine Limitierungen bei der Verwendung.

Interessanter wird das Thema in Hinblick auf OPC UA und die Verwendung über TSN. Die große Frage, die sich hier stellt ist, ob die TSN-Technologie gepaart mit OPC UA eine Performance erreicht, die die von bestehenden Feldbussystemen übertrifft. Allerdings gibt es hierzu heute noch keine klare Antwort.

Mit der Integration von OPC UA in Powerlink und der Etablierung von OPC UA TSN zur Anbindung von Maschinen an die Leitebene scheint die Kommunikationslösung 4.0 perfekt zu sein. Woran arbeiten Sie zukünftig rund um Powerlink?

S. Schönegger: Das Versprechen der OPC Foundation in Zusammenarbeit mit der Ethernet Powerlink Standardization Group ist eine Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud. Dementsprechend wird es in Zukunft auch OPC-UA-Teilnehmer in der Maschine selbst geben, die transparent und ohne großen Aufwand seitens der Anwender kommunizieren müssen. Powerlink stellt diese transparente Kommunikation schon heute her und ermöglicht es somit, OPC-UA-Teilnehmer aus dem Maschinennetzwerk an die Cloud anzubinden. Auf dieser Ebene der Kommunikation ist der Standard bereits heute unschlagbar. Eine erleichterte Anwendung lässt sich nur noch auf Profilebene herstellen. Dieses Thema schauen wir uns detailliert an.

Kooperationen scheinen im Zeitalter der Digitalisierung auch bei Nutzerorganisationen eine wichtige Rolle zu spielen. Sind weitere Kooperationen geplant?

S. Schönegger: Die Vielzahl von Anwendungsgebieten, die sich hinter dem Schlagwort Industrie 4.0 verbergen, lassen sich nur durch die Zusammenarbeit mit Partnern abdecken. Hierzu ist die EPSG in der Industrieautomatisierung bereits sehr gut durch die Vielzahl der Mitglieder und die Kooperationen mit anderen Nutzerorganisationen aufgestellt. Den Kontakt zu den Firmen der IT pflegen wir bereits intensiv und es ist geplant, diesen auch auszubauen.

Herr Schönegger, wenn Sie die Möglichkeit hätten, losgelöst von einer Frage, eine Botschaft in die Automatisierungs- und Kommunikationsbranche zu senden, wie würde diese lauten?

S. Schönegger: Kooperation ist die Grundlage der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie. OPC UA ist der zugehörige Schlüssel für den Erfolg. Speziell im kommenden Zeitalter des Internet of Things ist eine standardisierte und offene Schnittstelle zwischen allen intelligenten Geräten absolut notwendig. Proprietären Lösungen werden von OPC UA sehr rasch verdrängt werden.


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Erfolgreich positioniert

Seit Gründung der EPSG als Nutzerorganisation im Jahr 2003 ist ihre Mitgliederzahl solide gewachsen und zählt heute rund 3 400 Mitglieder und Nutzer weltweit. Dementsprechend findet die Technologie eine gute Verbreitung im Markt. Auch die Internationalisierungsstrategie der EPSG ist aufgegangen: Ein weltweites Netzwerk an Mitarbeitern treibt die Technologie voran und koordiniert die Aktivitäten mit den Mitgliedern. Allein im letzten Jahr haben weltweit mehr als 60 Powerlink- und „openSafety“-Events stattgefunden.

Auch die technologische Weiterentwicklung von Power­link und „open­Safety“ wurde durch die Arbeitsgruppen erfolgreich betrieben. Neben funktionalen Erweiterungen, wie „MultiASnd“ bei Powerlink oder das „openSafety“-Profil für Antriebe, wurden die technischen Brücken zu Partnerorganisationen wie der OPC Foundation geschlagen, um von technologischen Synergien profitieren zu können. „Besonders stolz sind wir bei der gesamten Entwicklung auf die proaktive Teilnahme der Mitglieder selbst. Ohne diese wäre diese Erfolgsgeschichte nicht möglich gewesen“, stellt S. Schönegger heraus.

Für die nächsten Jahre wird ein weiteres Wachstum der Anzahl an Power­link-Knoten im Feld erwartet. „Natürlich profitieren wir dabei von dem gesamten Marktwachstum, aber noch mehr von einem positiven Trend im Umfeld von Powerlink. Die in den letzten Jahren geschlossenen Partnerschaften und dadurch gestarteten Produktentwicklungen tragen erste Früchte und werden für eine noch schnellere Verbreitung der Technologie sorgen“, ist der EPSG-Chef überzeugt.

Weltweit standardisiert

Stolz ist S. Schönegger auch auf die weltweite Standardisierung von Power­link. So ist das System sowohl als regionaler Standard, beispielsweise GB/T in China oder auch KS in Korea, als auch als internationaler Standard (IEC) bereits gesetzt. Als nächster logischer Schritt ist die „Standardisierung“ von Powerlink in vertikalen Industrien geplant. „Dies wird in einigen Industrien leicht fallen, da sich Powerlink dort bereits als De-facto-Standard etabliert hat und nur noch die formale Umsetzung fehlt“, sagt S. Schönegger.

Seine Stärke spielt Powerlink in Industrien aus, in denen die System­-Performance von großer Bedeutung ist, und Netzwerke sich aus einer Kombination von mehreren Achsen und diversen IO zusammensetzen. Dort ermöglicht es die notwendigen hochsynchronen Abläufe bei gleichzeitig maximaler Bandbreitennutzung der gegebenen 100 Mbit/s. Dabei können sichere und nichtsichere Daten parallel übertragen werden, was eine nahtlose Integration ermöglicht. Belegt wird dies durch die Verbreitung von Powerlink in Bereichen von Spritzgieß- über Druck- bis hin zu Verpackungsmaschinen.

Branchen, in denen eine Langzeitverfügbarkeit eine große Rolle spielt, wie der maritime Sektor, setzen ebenso verstärkt auf Powerlink. Hier steht allerdings die Offenheit der Technologie im Vordergrund. Die Anbieter von Lösungen schätzen den freien Zugang zu dem Open-Source-Kommunika­tions-Stack „openPowerlink“ sowie das Open-Source-Konfigurations-Tool „openConfigurator“.

www.ethernet-powerlink.org

 

 

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