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OPC UA UMATI: VIEL MEHR ALS EINEWEITERE DATENSCHNITTSTELLE

Die durchgängige Kommunikation ist Dreh- und Angelpunkt von Industrie-4.0-Prozessen. Das klappt nur, wennauch alle beteiligten Systeme und Maschinen weltweit
die gleiche Sprache sprechen. OPC Unified Architecture(OPC UA) ist ein solcher Standard, der jetzt auch in die
Werkzeugmaschinen von Klingelnberg integriert wird.

Kompakt
Schlüsseltechnologie OPC UA
Der plattformunabhängige Kommunikationsstandard OPC UAhält Lösungen für zentrale Herausforderungen von Industrie4.0 bereit, darunter Top-Themen
wie Datensicherheit und standardisierter Informationsaustausch.
OPC UA ist ein Standard, dervon der OPC Foundation mitüber 470 Mitgliedern weltweit
vorangetrieben wird.
Mehr Infos unter:
https://opcfoundation.org/about/
opc-technologies/opc-ua/

Eines der zentralen Versprechen vonIndustrie 4.0 ist die durchgängige
Kommunikation – vom einzelnen Sensor auf Maschinenebene
bis hin zur Datenintegration im
ERP-System (Enterprise-Resource-Planning)
auf Unternehmensebene. Diese Integration gestaltet sich aufgrund der Vielzahl anunterschiedlichen Protokollen und Schnittstellenbeschreibungen jedoch bis heuteschwierig. Das stellt Betreiber und Anbieter
von Produktionsmaschinen gleichermaßen
vor große Herausforderungen.
Alle Beteiligten müssen mitunter einen„artenreichen Zoo“ an vorhandenen undneuen IT-Technologien und -Protokollen
beherrschen, was die Nachhaltigkeit dieser
Ansätze in einer Industrie-4.0-Zukunft infrage stellt. Die Aufwände für Pflege undWartung werden zunehmen – und es wird
künftig immer schwieriger sein, sie an aktuelle Anforderungen der Informations- undKommunikationstechnik wie z. B. Datendurchsatz, Datensicherheit oder -offenheit
anzupassen. Auch die Inbetriebnahme
neuer Anlagen sowie deren Integration in
bestehende IT-Systeme wird kontinuierlich

komplexer. Um die spannende Zukunft vonIndustrie 4.0 sicher zu erschließen, sollten
sich Maschinenhersteller und -betreiber ein
gemeinsames Ziel setzen: die Beherrschungvon IT-Schnittstellen der Maschinen.

OPC UA-Standard
als Hoffnungsträger
Wer sich verfügbare IT-Technologien anschaut, findet schnell den internationalen,
hersteller- und plattformunabhängigen
Kommunikationsstandard OPC Unified
Architecture (OPC UA). Er gilt in dem umschriebenen Spannungsfeld als der Hoffnungsträger, denn er liefert ein wertvolles
Rahmenwerk für die industrielle Interoperabilität vom einzelnen Sensor bis hin zur
gesamten Fabrik. OPC UA dient als einheitliche Softwarelösung über alle Ebenen
der Automatisierungspyramide, ohne die
spezifischen Eigenheiten eines Anbietersoder einer Anlage außer Acht zu lassen.
Damit passt dieser Standard auch perfekt zu der Philosophie, die hinter dem
Closed Loop und der GearEngine® vonKlingelnberg steckt.

Digital SolutionsNatürlich ist für eine möglichst einfacheIntegration in die Produktion spezifischerBranchen ein gemeinsames Informationsmodell für eine bestimmte Klasse vonMaschinen wünschenswert. Einen solchen
OPC UA Standard, eine sogenannte Companion Specification, gibt es seit Kurzem
für Werkzeugmaschinen.

umati: Standard fürWerkzeugmaschinen
Unter Federführung des Vereins Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW)
wurde mit umati (universal machine toolinterface) ein OPC UA Informationsmodell
für alle Arten von Werkzeugmaschinen
geschaffen. Dieses lässt sich garantiert injede IT-Landschaft integrieren und leistet soeinen wertvollen Beitrag zum Erfolg jeder
individuellen Industrie-4.0-Strategie.
Das Kernmerkmal von umati ist eine standardisierte Semantik für Daten zum Maschinenstatus. Darunter fallen:
Schnelle Übersicht über die laufende Produktion
Aktuelle Fertigungsaufträge und JobdatenÜberblick über Fehler, Alarme, Störungen
Maschinenstatus, Betriebszustände
Identifikation von Maschinen
Statistische Auswertungen
Auswertungen zur Gesamtanlageneffektivität
Werkzeugverwaltung

Da OPC UA kontinuierlich an Bedeutung
gewinnt und als Schlüsseltechnologie für
die Produktion von morgen gilt, setzt auch
Klingelnberg diese Schnittstelle nach undnach auf seinen Maschinen um (siehe Abbildung 1): Auf der Maschine stellt ein OPC
UA Server die Daten von der numerischen
Steuerung und der Bediensoftware vonKlingelnberg bereit. Das geschieht überzwei Informationsmodelle: Über das erste
wandern die allgemeinen Statusinformationen anhand der umati-Spezifikation. Daszweite, Klingelnberg zugehörige Informationsmodell lässt sich ebenso leicht abfragenund transportiert die Klingelnberg spezifischen Informationen zu SmartTooling oderzum Closed Loop.

Die Kommunikation „nachaußen“ wird durch die standardisierte Semantik und daseinheitliche OPC UA Informationsmodell ermöglicht.

OPC UA Server

Die Zukunft
mitgestalten
Die Integration von OPC UA ist mit Blick auf
die GearEngine®-Initiative der konsequente
nächste Schritt hin zu einer gesamten Datenintegration innerhalb des Klingelnberg
Produktionssystems. Deshalb beteiligt sichKlingelnberg im Rahmen einer VDW-Arbeitsgruppe auch an der weiteren Gestaltung dieser Schnittstelle. Ziel ist, dass sichKunden weiterhin auf eine nachhaltige
und moderne Industrie-4.0-Lösung aus
dem Hause Klingelnberg verlassen können.
Sobald die Werkzeugmaschinen um dieseSchnittstelle erweitert sind, profitieren Kunden voll und ganz vom Nutzen eines offenen Standards: umati vereinfacht die Verbindung der Maschinen von Klingelnberg
mit der IT-Welt der Kunden. Industrie-4.0-Projekte lassen sich so schneller undeffizienter abwickeln.

Siemens
CNC

Siemens
PLC

Klingelnberg
KOPAbb. 1: Prinzipielle Architektur der KlingelnbergOPC UA umati Schnittstelle

Dipl.-Ing. Daniel Meuris
Leiter Digitalisierung und Virtualisierung,
KLINGELNBERG GmbH

Copyright KLINGELNBERG GmbHDas wohl spannendste Merkmal von
OPC UA ist seine Fähigkeit, erweiterbare
Informationsmodelle anzubieten, die nicht
nur simple Bits und Bytes bereitstellen, sondern die gesamte Beschreibung (Semantik)
der Beschaffenheit und der Bedeutung vonDaten inkludieren. So können sich Maschinen in der neuen cyber-physischen OPC UA
Welt schnell und einfach verstehen, ohne
dass es einer Diskussion über den Speicherbereich in dedizierten Steuerungen bedarf.
Es ist keine maschinenspezifische Anpassung von Datenschnittstellen mehr notwendig. Die Maschine ist schneller in ihre
IT-Umgebung integriert.