Automatisierung

„Sie werden sich ergänzen“

Sicherheitstechnik mit der OPC-UA-Spezifikationsfamilie von B&R

31.08.2021 - Das jüngste Mitglied der OPC-UA-Spezifikationsfamilie, OPC UA Safety, ermöglicht eine sicherheitstechnische Kommunikation in OPC-UA-Netzwerken. Wir haben mit Franz Kaufleitner, Head of Product Management Safety Technologies bei B&R über die Vorteile des neuen Standards und das Zusammenspiel mit der B&R-Technologie openSAFETY gesprochen.

Herr Kaufleitner, B&R bietet bereits den offenen und busunabhängigen Sicherheitsstandard openSAFETY. Wodurch unterscheidet sich OPC UA Safety von openSAFETY?

Kaufleitner: Bei beiden Lösungen handelt es sich um sichere Kommunikationsstandards, die auf dem Black-Channel-Prinzip basieren. Der Unterschied: OPC UA Safety wurde von der OPC Foundation spezifiziert. In der Foundation sind sämtliche führende Hersteller von Automatisierungstechnik vertreten. Sie alle setzen auf die herstellerunabhängige Kommunikationslösung OPC UA und zukünftig auch auf OPC UA Safety. 

Welchen Vorteil bringt die Spezifikation durch die OPC Foundation konkret?

Kaufleitner: Der lang gehegte Wunsch nach einem einheitlichen, international anerkannten Safety-Protokoll ist nun real geworden. Alle Hersteller ziehen in der Arbeitsgruppe der OPC Foundation an einem Strang. Außerdem berücksichtigt der neue Standard neben den grundlegenden Bedürfnissen des Maschinenbaus auch wichtige Aspekte aus anderen Branchen wie der Prozessindustrie, dem Öl- und Gassektor oder Anwendungen aus dem maritimen Bereich. Das ist sehr wichtig, weil nur so die globale Akzeptanz der Technologie gegeben ist. 

Wenn B&R nun auf OPC UA Safety setzt, wie sieht die Zukunft für openSAFETY aus?

Kaufleitner: B&R wird openSAFETY weiterhin im Portfolio anbieten und weiterentwickeln. Die beiden Technologien OPC UA Safety und openSAFETY werden nebeneinander existieren und sich gegenseitig ergänzen. B&R-Kunden können zum Beispiel in Bestandsmaschinen wie bisher openSAFETY nutzen und zusätzlich für eine sichere Anbindung auf Linienebene OPC UA Safety einsetzen. Sie erhalten sozusagen ein OPC-UA-Upgrade für bewährte Anwendungen mit openSAFETY.

Wie funktioniert die Koexistenz der beiden Technologien im Detail?

Kaufleitner: Beide Technologien basieren auf dem Black-Channel-Prinzip. Im B&R-System nutzen daher openSAFETY und OPC UA Safety die gleichen und bewährten Netzwerkressourcen wie POWERLINK oder OPC UA over TSN. Entscheidend ist, dass alle Anwendungen in der sicheren B&R-Steuerung SafeLOGIC zusammenlaufen. In ihr sind beide Safety-Protokolle, also openSAFETY und OPC UA Safety implementiert. Damit kann unsere Sicherheitssteuerung mit openSAFETY genauso kommunizieren wie mit OPC UA Safety und das sogar parallel auf einem Gerät. Auch für die Bedienung der Maschine oder Anlage macht es keinen Unterschied, welches Safety-Protokoll verwendet wird. Dasselbe gilt für das Erstellen der Applikation.

Sie haben gesagt, dass openSAFETY und OPC UA Safety auf dem Black-Channel-Prinzip basieren. Was bedeutet das genau?

Kaufleitner: Eine sichere Kommunikation findet immer zwischen zwei sicheren Teilnehmern statt. Die Teilnehmer nutzen das Safety-Protokoll, also entweder OPC UA Safety oder openSAFETY, für den sicheren Austausch von Daten. Die besondere Eigenschaft dieser Safety-Protokolle ist es, dass jeder Fehler, der in der Übertragung der Daten passieren kann, erkannt wird. Ein Datenverlust wird zum Bespiel mittels einer Zeitüberwachung aufgedeckt. Bei einem Fehler setzt der Datenempfänger die Daten üblicherweise auf 0 und führt damit die Anwendung in den sicheren Zustand über. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler unerkannt bleibt, liegt weit unter den normativen Grenzwerten der hierfür zuständigen IEC-Norm 61784-3. Daher werden bei der Sicherheitsbetrachtung die Übertragungsschichten, also die Transportprotokolle wie POWERLINK oder OPC UA over TSN, aber auch die Netzwerkinfrastruktur wie Router und Switches nicht betrachtet. Diese Komponenten können keinen gefahrbringenden Zustand erwirken, weil alle denkbaren Fehler durch das Safety-Protokoll aufgedeckt werden. Die Übertragungsschichten werden daher Black-Channel genannt. 

Autor
Carola Schwankner, Unternehmensredakteurin bei B&R

Kontakt

B&R Industrie-Elektronik GmbH

Am Weidenring 56
61352 Bad Homburg
Deutschland

+49 61 7240 19 0

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