1 Phoenix Contact

Enhanced Connectivity sieht drei Ausbaustufen vor: Zunächst wird das Hart-Signal zwischen Feldgerät und Leitsystem mit einer Schneidklemme abgegriffen, ohne die Verfügbarkeit des Feldgeräts zu beeinträchtigen. Die Diagnoseinformationen werden über ein Hart-IP-Gateway ausgelesen und können in Cloud-Applikationen genutzt werden. In der zweiten Ausbaustufe wird diesem Gateway das Edge-Gateway nachgeschaltet, das Daten aggregiert und in das Apps geladen werden können. Das Edge-Gerät übermittelt zudem Informationen via OPC UA in die Cloud oder an ein bestehendes Monitoring- und Überwachungssystem. In der dritten Ausbaustufe wird ein IIOT-Server von Codewrights eingesetzt, um den Abgleich der „As Built“- mit den „As Planned“-Informationen zu bewerkstelligen.

| von Armin Scheuermann

NOA: Namur Open Architecture

Mit dem Enhanced Connectivity Ecosystem lässt sich eine einfache, standardisierte Datenanbindung über die moderne und sichere Schnittstelle OPC UA ohne großen Engineering-Aufwand realisieren.

Mit dem Enhanced Connectivity Ecosystem lässt sich via NOA-Seitenkanal eine einfache, standardisierte Datenanbindung über die moderne und sichere Schnittstelle OPC UA ohne großen Engineering-Aufwand realisieren. Bild: Phoenix Contact

Die Namur Open Architecture (NOA) hat zum Ziel, bestehende Automatisierungsstrukturen zu ergänzen und die starre Automatisierungspyramide für IT-Technologien und Mehrwertdienste zu öffnen.

In der Namur Open Architecture wird die klassische Automatisierungspyramide nicht aufgelöst, sondern so erweitert, dass schnelllebige IT-Komponenten von der Feldebene bis zur Unternehmensführung einfach integriert werden können, ohne die Verfügbarkeit und Sicherheit der Anlage zu gefährden.

NOA unterscheidet zwischen der Kern-Automatisierung und einer offenen Systemwelt für Monitoring- und Optimierungsaufgaben. Die Daten der bisherigen Kern-Automatisierung werden durch offene Schnittstellen wie beispielsweise OPC-UA in die Systemwelt für Monitoring und Optimierungsaufgaben exportiert. Wo erforderlich, werden zusätzliche Sensorsignale durch einen zweiten Kommunikationskanal direkt an den bestehenden Feldgeräten abgeholt. So können zusätzliche Sensoren (M+O-Sensoren) im Bereich Monitoring und Optimierung durch NOA einfach in die offene Systemwelt integriert werden. Neue Monitoring- und Optimierungsfunktionen müssen künftig nicht mehr an den strengen Kriterien der Kernautomation gemessen werden – für solche Aufgaben kann dann Automatisierungstechnik eingesetzt werden, an die deutlich niedrigere Anforderungen an die Verfügbarkeit bestehen.

Geeignete Methoden und entsprechende Security-Maßnahmen sollen künftig sicherstellen, dass die Funktionen aus dem Monitoring- und Optimierungsbereich die Kern-Automatisierung nicht beeinträchtigen. Wollen diese die Kern-Automatisierung z. B. durch eine Befehlsanforderung beeinflussen, muss diese Anforderung durch eine neue Funktion „Verification of Request“ geprüft und freigegeben werden. Diese Prüfung kann durch erlaubte Wertebereiche, Plausibilitätschecks oder auch durch einen Dialog mit dem Operator erfolgen.

Siehe auch:

https://www.chemietechnik.de/namur-open-architecture/

https://www.chemietechnik.de/wirtschaftliche-und-zuverlaessige-umsetzung-des-noa-konzepts/

https://www.chemietechnik.de/namur-stellt-kuenftige-automatisierungsstruktur-noa-vor/

 

MTP: Module Type Package

Das Modul Type Package MTP basiert auf der Tauchnitz-Torte der Namur und setzt sich aus verschiedenen Funktionen zusammen. Bild: Namur

Das Modul Type Package MTP basiert auf der Tauchnitz-Torte der Namur und setzt sich aus verschiedenen Funktionen zusammen.

Module Type Packages (MTP) sind ein Lösungsansatz, um Automatisierungssysteme in der Prozessindustrie zu modularisieren. Dadurch ist es möglich, die Flexibilität der Produktionsanlagen zu steigern.

Das Konzept beruht auf dem Ansatz, dass Leitebene und Modulebene über eine neutrale Schnittstelle getrennt werden. Die Eigenschaften des automatisierten Moduls werden in einem MTP genannten Module Type Package in einem definierten und offenen Format beschrieben. Dabei ist MTP kein standardisierter Dienstekatalog, sondern die Moduleigenschaften werden von dessen Hersteller festgelegt. Module können dabei Teilanlagen, Apparate oder Ausrüstungsgruppen sein.

Mit dem Module Type Package (MTP) liefert der Modulbauer alle Informationen, um das automatisierte Modul in die übergeordnete Prozesssteuerung zu integrieren. Bild: Namur

Hat der Modulhersteller die Eigenschaften des Moduls in der Module Type Package beschrieben, werden diese Informationen von einem Engineering-Tool in die proprietären Formate der jeweiligen Scada-, HMI- oder MES-Werkzeuge übrersetzt und von dort als proprietäre Informationen in das Standard-Engineeringsystem des Leitsystems geladen. Standardisierte Interfaces am übergeordneten Automatisierungssystem sind dabei nicht notwendig.

Das MTP wird im Engineeringwerkzeug des Modullieferanten erstellt und kann in das des Anlagenbauers importiert werden. Durch die Verwendung des MTP können zum Beispiel Bedienbilder, Alarminformationen des Moduls automatisch im Leitsystem erzeugt und Möglichkeiten zur servicebasierten Prozessführung des Moduls geschaffen werden. Die Namur befasst sich zusammen mit dem ZVEI in gemeinsamen Arbeitskreisen mit der Spezifikation des MTP.

Siehe auch:

https://www.chemietechnik.de/einfache-mtp-generierung-fuer-modulares-anlagendesign/

https://www.chemietechnik.de/modulautomation-via-mtp/

 

OPA: Open Process Automation

OPA NOA 2

Der Scope der Open Process Automation erstreckt sich über drei Ebenen der Automatisierungspyramide. Bild: CHEMIE TECHNIK

Open Process Automation (OPA) bezeichnet einen Vorschlag der amerikanischen Open Group zur zukünftigen Automatisierung von Anlagen in der Prozessindustrie.

Ursprünglich von Exxonmobil vor dem Hintergrund teurer Migrationsprojekte für Prozessleitsysteme vorangetrieben, wird die Open Process Automation inzwischen vom Open Process Automation Forum (OPAF) weiterentwickelt.

Die Open Process Automation basiert auf der „Open System Architecture“ bei der die eingesetzte Automatisierungstechnik komplett offen ist: Hard- und Software beliebiger Hersteller sollen künftig in einer Anlage genutzt werden und problemlos zusammenarbeiten (plug-and-play-fähige Multi-Vendor-Automatisierungssysteme) und bestimmte Merkmale aufweisen.

Merkmale der Open Process Automation:

  • einfachere Automatisierungsstruktur,
  • einfache Portierbarkeit der prozesspezifischen Applikationssoftware,
  • Automatisierungshardware kann unabhängig vom Hersteller eingesetzt werden,
  • einfache Optimierung möglich,
  • niedrige Lebenszykluskosten,
  • geringe Abhängigkeit von einzelnen Automatisierungslieferanten.

Der Ansatz soll künftig von der gesamten Prozessindustrie genutzt werden.

Siehe auch:

https://www.chemietechnik.de/open-process-automation/

https://www.chemietechnik.de/statusbericht-zur-open-process-automation/

https://www.chemietechnik.de/open-process-automation-versus-namur-open-automation/

 

O-PAS: Open Process Automation Standard

OPA NOA 3

Die von Exxonmobil vorgeschlagene Open Process Automation löst die klassische Automatisierungspyramide auf. Bild: CHEMIE TECHNIK, Infos: Exxonmobil

Der Open Process Automation Standard versteht sich als Standard der Standards – d. h. O-PAS nutzt existierende Technologiestandards wie OPC UA zur Kommunikation, IEC 62443 im Hinblick auf Security-Aspekte oder referenziert auf Technologien wie Wireless-Hart, Foundation Fieldbus etc.

2019 wurde O-PAS Version 1.0 veröffentlicht. Dieser erste Schritt fokussiert auf die Interoperabilität, indem existierende Industriestandards genutzt werden. Die in fünf Schwerpunkte unterteilte Veröffentlichung enthält eine Übersicht über die technologische Architektur, Securityaspekte, Profile und die Open Connectivity Framework-Schnittstellen OCF. Auf dem ARC-Forum in Orland im Februar 2020 folgte eine vorläufige O-PAS-Version 2.0, in der die portierbare Konfiguration von Leitsystemen ergänzt wurde. Diese Spezifikation basiert auf der Automation Markup Language (ML) bzw. IEC 62714. Noch in diesem Jahr soll die Version 2.1 veröffentlicht werden, die zusätzlich den Quellcode der Automation ML-Files enthält. Die O-PAS-Spezifikation regelt zudem, wo die Konfigurationsdateien abgelegt werden sollen. Das Ziel: Anwender sollen die komplette Konfiguration eines Systems in einer einzigen Automation ML-Datei ablegen können.

Siehe auch:

https://www.chemietechnik.de/statusbericht-zur-open-process-automation/

 

APL / Ethernet-APL

Topologie der APL-Lösung Ethernet in the Field - Bild Profibus

Topologie der APL-Lösung für Ethernet in the Field. Bild: Profibus

Mit dem Advanced Physical Layer, APL, wird seit 2011 eine neue „Schicht“ untersucht, die sowohl vorhandene Protokolle unterstützt als auch die Besonderheiten der Prozessindustrie: große Entfernungen und Installation in explosionsgefährdeten Bereichen.

Die Lösung besteht aus Ethernet-Switches in Zone 1 oder 2, einer bis zu 1.000 m langen 2-Drahtleitung mit Stromversorgung („Trunk“) in Schutzart Ex e für Zone 1, die schließlich Feldgeräte in Zone 0 über bis zu 200 m über zwei Leiter anbindet („Spur“, Ex i). Die künftige Lösung soll transparent für alle Ethernet-Protokolle sein, also auch für Profinet, und Switches in den Zonen 2 und 1 nutzen. Außerdem sieht die Spezifikation vor, dass Profibus-PA-Kabel sowie die Schirmungskonzepte verwendet werden können.

In der ersten Phase ist eine Bandbreite von 10 MBit/s vorgesehen, in Phase 2 soll die Lösung in Richtung 100 MBit/s weiterentwickelt werden, die Entfernungsanforderungen werden dann jedoch reduziert sein. Die maximale Trunk-Länge soll im Rahmen eines weiteren IEEE-Projektes erarbeitet werden. Schon jetzt werden die 200 m („Spur“, Ex i) technisch erreicht. Jeder Trunk soll bis zu 50 Feldgeräte versorgen können. Die Feldbusphysik soll vollständig kompatibel zu Standard-Ethernet in den Ebenen 1 und 2 des ISO/OSI-Modells sein und eine durchgängige Profinet-Kommunikation bis zum Feldgerät ermöglichen.

Siehe auch:

https://www.chemietechnik.de/ethernet-apl-in-der-praxis/

 

OPC UA: OPC Unified Architecture

In der feldnahen Kommunikation wird sich ein großer Schritt mit viel Innovationspotenzial eröffnen, wenn dann die für die OT entwickelten Geräte zukünftig mit OPC UA eine Sprache sprechen und gleichzeitig mit TSN auf einer echtzeitfähigen Ethernet-Hardware basieren.

In der feldnahen Kommunikation wird sich ein großer Schritt mit viel Innovationspotenzial eröffnen, wenn dann die für die OT entwickelten Geräte zukünftig mit OPC UA eine Sprache sprechen und gleichzeitig mit TSN auf einer echtzeitfähigen Ethernet-Hardware basieren. (Bild: Funtap@shutterstock.com )

OPC Unified Architecture (OPC UA) ist ein Standard für den Datenaustausch als plattformunabhängige, service-orientierte Architektur. Als neueste Generation aller Spezifikationen der Open Platform Communications (OPC) von der OPC Foundation unterscheidet sich OPC UA erheblich von ihren Vorgängerinnen insbesondere durch die Fähigkeit, Maschinendaten (Regelgrößen, Messwerte, Parameter usw.) nicht nur zu transportieren, sondern auch maschinenlesbar semantisch zu beschreiben.

Siehe auch:

https://de.wikipedia.org/wiki/OPC_Unified_Architecture

https://www.chemietechnik.de/mit-opc-ua-bis-ins-feld/

 

Der Eintrag "freemium_overlay_form_cte" existiert leider nicht.