OPC UA ist die Abkürzung für Open Platform Communications Unified Architecture. Der Standard wurde 1996 geschaffen, um SPS-spezifische Protokolle wie Modbus oder Profinet zu vereinheitlichen. Ursprünglich wurde der OPC-Standard auf Windows-Basis entwickelt und nutzte Microsofts COM/DCOM-Technologien zur Verbindung mit der SPS. Diese Verbindung wird als OPC DA bezeichnet, wobei DA für Data Access steht. Im Jahr 2006 begann die OPC Foundation mit der Entwicklung von OPC UA, das seit 2008 am Markt etabliert ist.
Das Kommunikationsprotokoll verfügt über verschiedene Grundfunktionalitäten:
Ein Server wird von einem Client über einen Verbindungsstring angesprochen. Dieser kann z.B. wie folgt aussehen „opc.tcp://10.192.1.1:4840“. Mit dieser Information und dem individuellen Sicherheitskonzept (Benutzerauthentifizierung / Zertifikate) können Informationen vom Server abgerufen werden. Diese sind, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, hierarchisch aufgebaut. Hinter jedem Knoten stehen die einzelnen „Nodes“, also die Datenpunkte. Diese können dann vom Client abgefragt werden.
Ein Server kann von einem Client gefunden und angesprochen werden. Dabei können zwei grundsätzliche Fälle unterschieden werden:
Je nach Aufbau der Infrastruktur können in einem Maschinennetzwerk auch beide Fälle gemischt auftreten. So gibt es z.B. für einen Fertigungsprozess bereits ein Prozessleitsystem mit einem zentralen Server, während andere Maschinen als eigene Server fungieren.
Eine Verbindung über OPC UA kann verschiedene Sicherheitsstufen nutzen. Neben der Art der Authentifizierung und der Übertragungsart können auch einzelne Datenpunkte individuell für den Lese- und/oder Schreibzugriff freigegeben werden.
Folgende Authentifizierungsarten stehen standardmäßig zur Verfügung:
Das Protokoll soll vor allem eines sein - herstellerunabhängig. Das ist der große Vorteil. Denn wenn die Verbindungsinformationen vorhanden sind, können die Daten von jedem Server abgeholt werden. Ein weiterer Vorteil sind die ständig aktualisierten Sicherheitsmechanismen und die weite Verbreitung bei neueren Geräten. Auch bei bestehenden Anlagen mit „neuerer“ Siemens Technologie kann ein OPC UA Server einfach in bestehende Projekte integriert werden. Dazu haben wir hier einen Beitrag geschrieben. Mit branchenspezifischen Modellen (den sogenannten Companion Specifications) werden Dateninhalte auch herstellerübergreifend einfacher austauschbar.
Ein Nachteil ist die Möglichkeit, den Standard sehr individuell zu implementieren. So hatten wir bereits Implementierungen, bei denen ein eigen entwickelter Server zwar die Standard-Verbindungstechnologie bereitstellt, aber intern die Daten nicht einfach zur Verfügung stellt. Das bedeutet, dass die Daten doch nicht „einfach“ abrufbar sind.
Um Maschinendaten zu erfassen und zentral zu speichern, bieten wir mit unserem DatenBerg Gateway ein Softwaretool an. Das Tool bietet eine grafische Oberfläche zur Konfiguration der OPC UA Verbindung und sendet die Daten an die smartPLAZA. Die Software kann auf einem Windows oder Linux Edge PC laufen oder direkt als Docker Container integriert werden. Auf einem Gateway können verschiedene Datenverbindungen konfiguriert und verwaltet werden. Hier finden Sie die Anleitung zur Einrichtung der OPC UA Schnittstelle.
Das ist die Abkürzung für Open Platform Communications Unified Architecture. Es ist ein Protokoll für die herstellerübergreifende Kommunikation im Maschinenumfeld.
Ein Viewer, auch Client genannt, zeigt die Baumstruktur einer Schnittstelle an. DatenBerg bietet mit dem Gateway einen Viewer an, der die Daten auch direkt speichert.
Nein, das Kommunikationsprotokoll ist auch von anderen SPS Herstellern wie Bachmann Electronic oder Beckhoff implementiert.
OPC DA steht für Data Access wobei OPC in diesem Vorgänger von OPC UA für OLE for Process Control steht. Im heutigen Protokoll steht OPC für Open Platform Communications.
Companion Specifications sind standardisierte Erweiterungen, die spezifische Datenmodelle und Schnittstellen für verschiedene Branchen und Anwendungen definieren. So gibt es z.B. für Kunststoffspritzgießmaschinen die Euromap-Normen oder für Lebensmittelanwendungen die Weihenstephaner Normen.
