Im zweiten Teil meines Beitrags zu den verschiedenen IIoT-Protokollen geht es um zwei bekannte Arten, die besonders im nordamerikanischen Markt weit verbreitet sind.
MTConnect – weitestverbreiteter Standard für Maschinendatenerfassung in Nordamerika
MTConnect wurde von der Association for Manufacturing Technology (AMT) in den USA als einheitliche Sprache für die Kommunikation mit Werkzeugmaschinen entwickelt. Das offene und erweiterbare Protokoll ermöglicht die Erfassung von Maschinendaten auf der Shopfloor Ebene und hat sich vor allem auf dem nordamerikanischen Markt als Standard etabliert. Es arbeitet im unidirektionalen Read-only Modus und basiert auf XML, was es ideal für Anwendungen wie Monitoring, Verfügbarkeit- und Prozessanalysen, Predictive Maintenance, Visualisierungen und Effizienzüberwachung macht.
Im Gegensatz zu MQTT oder OPC UA basiert die Architektur von MTConnect auf drei Komponenten:
- Adapter: Erfasst die Maschinendaten, normiert sie und überträgt sie an den Agenten.
- Agent: Strukturiert die Daten, wandelt sie ins XML-Format um und speichert sie zwischen.
- Client: Ruft bei Bedarf die aufbereiteten Daten vom Agenten ab.
MTConnect ist vor allem auf die Datenerfassung von Produktionsmaschinen spezialisiert, während OPC UA als genereller Kommunikationsstandard breitere Einsatzmöglichkeiten bietet. Durch die ausschließlich lesende Kommunikation ist der Verwaltungsaufwand gering, was es besonders für Überwachungsanwendungen geeignet macht.
DNP3 – Robustes Protokoll für kritische Infrastrukturen
Das Distributed Network Protocol, Version 3 (DNP3) wurde 1993 entwickelt, um die Automatisierung und Überwachung von Energieversorgungsnetzen zu unterstützen. Betreut von der DNP Users Group (DNP-UG), findet es Anwendung in kritischen Infrastrukturen wie der Wasser- und Energieversorgung sowie der Öl- und Gasindustrie.
DNP3 ist speziell für raue Umgebungen sowie Netzwerke mit niedriger Bandbreite und hohen Latenzzeiten konzipiert. Ähnlich wie bei MQTT werden nur geänderte Daten übertragen, was die Netzwerklast reduziert. Sein Fokus liegt auf Zustandsüberwachung, Fernwartung und Predictive Maintenance auf der OT-Ebene von SCADA-Systemen (Supervisory Control and Data Acquisition).
Das Protokoll ist besonders im amerikanischen und pazifischen Raum weit verbreitet und bietet eine zuverlässige Kommunikationsbasis für die Überwachung und Steuerung kritischer Infrastruktur.
Beide Protokolle, MTConnect und DNP3, adressieren spezifische Bedürfnisse ihrer Branchen und ermöglichen effiziente, sichere und skalierbare Kommunikationslösungen.
Fazit
Die Vielzahl an IIoT-Protokollen zeigt, wie unterschiedlich die Anforderungen in der Industrie sind – von Maschinendatenerfassung bis hin zur Kommunikation in kritischen Infrastrukturen. Jedes Protokoll hat seine Stärken, die sich an spezifischen Einsatzbereichen orientieren.
Die Wahl des richtigen IIoT-Protokolls hängt von den jeweiligen industriellen Anwendungen und der Zielbranche ab. Während OPC UA und UMATI umfassende und zukunftssichere Lösungen für die komplexe Industrieautomation bieten, sind MTConnect und MQTT stärker auf ressourcenschonende Anwendungen mit geringerer Bandbreite ausgelegt. Auch wenn schon in die Jahre gekommen, wird DNP3 weiterhin für kritische Infrastrukturen und die Übertragung von analogen Daten genutzt.
Der Trend durch die Vielzahl an Protokollen ist klar ersichtlich. Alles wird vernetzter und intelligenter. Das wird die Digitalisierung und Industrie 4.0 weiter vorantreiben.