Definition und Zweck:
Eine Schnittstelle (engl. Interface) ist ein definierter Punkt oder eine gemeinsame Grenze, an der zwei oder mehr unabhängige Systeme, Geräte, Softwarekomponenten oder Personen miteinander interagieren oder Daten austauschen können. Sie legt fest, wie die Kommunikation oder Interaktion abläuft, ohne die internen Details der beteiligten Komponenten offenlegen zu müssen.
Das Hauptziel einer Schnittstelle ist es, die Kommunikation und Integration zwischen verschiedenen Elementen zu ermöglichen, die sonst inkompatibel wären. Sie schafft eine Brücke und fördert die Modularität.
Typen von Schnittstellen in der Automatisierungstechnik:
- Hardware-Schnittstellen: Physische Anschlüsse, über die elektrische Signale oder Daten übertragen werden.
- Elektrische Schnittstellen: USB, Ethernet-Port (RJ45), serielle Schnittstellen (RS232, RS485), I/O-Anschlüsse an SPS.
- Optische Schnittstellen: Lichtwellenleiter.
- Software-Schnittstellen: Definierte Regeln und Formate für den Datenaustausch oder den Aufruf von Funktionen zwischen Softwarekomponenten.
- Kommunikationsprotokolle: Feldbusse (PROFIBUS), Industrial Ethernet (PROFINET, EtherCAT), OPC UA, MQTT, Modbus.
- Programmierbare Schnittstellen (APIs): Ermöglichen Software-zu-Software-Kommunikation.
- Datenformate: XML, JSON, CSV für den Datenaustausch.
- Dateiformate: Für den Austausch von Engineering-Daten (z.B. AutomationML, PLCopen XML).
- Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI): Für die Interaktion zwischen Mensch und Maschine.
Relevanz in der Automatisierung:
Schnittstellen sind das Rückgrat jeder modernen Automatisierungslösung und entscheidend für die Systemintegration:
- Interoperabilität: Ermöglicht die Zusammenarbeit von Geräten und Software verschiedener Hersteller.
- Modularität: Fördert den Aufbau von Systemen aus unabhängigen, austauschbaren Modulen.
- Datenintegration: Ermöglicht den durchgängigen Informationsfluss von der Feldebene bis zur Cloud (IT/OT-Konvergenz).
- Wiederverwendbarkeit: Standardisierte Schnittstellen ermöglichen die Wiederverwendung von Software- und Hardwarekomponenten.
- Flexibilität: Ermöglicht die Anpassung und Erweiterung von Systemen.
Die Definition und Einhaltung von Standards für Schnittstellen ist ein zentraler Aspekt von Industrie 4.0, um die Komplexität vernetzter Systeme zu beherrschen.
→ Siehe auch: Interface-Programmierung, API (Application Programming Interface), Kommunikation, Feldbus, Industrial Ethernet, OPC UA
