OPC UA-Expertise

Was ist OPC UA?

OPC steht für „Open Platform Communications“. UA steht für „Unified Architecture“. OPC UA ist ein Interoperabilitätsstandard, der speziell für einen sicheren und zuverlässigen Datenaustausch mit Industrie 4.0- und IoT-Anwendungen entwickelt wurde. Für diese Anwendungen bietet OPC UA erhebliche Vorteile, da es eine plattformunabhängige, sichere und skalierbare Kommunikation zwischen industriellen Geräten und Systemen ermöglicht. An der Schnittstelle zwischen unterschiedlichsten Komponenten standardisiert OPC UA Datenformate und Protokolle und bietet umfassende Sicherheitsfunktionen zum Schutz der Kommunikation.

Die Vorteile im Einzelnen:

Plattformunabhängigkeit:

OPC UA bietet eine plattformunabhängige, standardisierte Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen, unabhängig von Hersteller oder technischer Umgebung.

Sicherheit:

OPC UA bietet Verschlüsselung, Authentifizierung und Autorisierung, um sicherzustellen, dass Daten vertraulich bleiben und nur von autorisierten Personen oder Systemen gelesen werden können. Anwender können sich daher darauf verlassen, dass Ihre Daten geschützt sind.

[Translate to Deutsch:] Flexibility and scalability

Flexibilität und Skalierbarkeit:

OPC UA unterstützt eine große Vielfalt von Transportprotokollen, von TCP/IP über HTTPS bis hin zu MQTT. Das bedeutet, dass die OPC UA-Schnittstelle in einer Vielzahl von Anwendungen und Geräten eingesetzt werden kann, um sicherzustellen, dass die Daten dort ankommen, wo sie gebraucht werden. Außerdem können OPC UA-Systeme flexibel erweitert werden, um neuen Anforderungen gerecht zu werden, sei es durch Hinzufügen neuer Geräte oder durch Anpassung an wachsende Datenmengen.

Standardisierung:

OPC UA wurde von der OPC Foundation entwickelt und wird von ihr gepflegt, um einen interoperablen Kommunikationsstandard sicherzustellen. Um branchenspezfische Anforderungen abzudecken, arbeitet die OPC Foundation mit Mitgliedern zusammen, um über den Basis-Standard hinausgehende Companion Specifications zu entwickeln. Diese Spezifikationen gewährleisten Konsistenz und Kompatibilität und erleichtern den Einsatz von OPC UA bzw. die Integration unterschiedlichster Systemkomponenten in industriellen Szenarien.

Wie funktioniert die OPC UA-Kommunikation?

Die OPC UA-Kommunikation funktioniert auf Basis eines Client-Server- oder eines Publisher-Subscriber-Modells (Pub/Sub-Modell) und nutzt eine serviceorientierte Architektur (SOA).

Client-Server Modell:

Der OPC UA Server stellt Daten bereit, die von OPC UA Clients abgerufen und aktualisiert werden können. Die Kommunikation erfolgt über definierte Dienste wie Lesen, Schreiben, Abonnieren von Datenänderungen und Alarmen. Dadurch können Clients stets auf aktuelle Daten zugreifen und auf Änderungen reagieren, was eine zuverlässige und zeitnahe Datenkommunikation sicherstellt.

Publisher-Subscriber-Modell:

Der Publisher sendet Daten an ein oder mehrere Subscriber. Die Subscriber empfangen Daten vom Publisher. Dieses Modell ist besonders für Szenarien geeignet, in denen Daten in Echtzeit an mehrere Empfänger verteilt werden müssen.

Wie lässt sich OPC UA für Datenintegration mit Industrie 4.0 und IoT-Anwendungen nutzen?

Es gibt mehrere typische Szenarien und Projektsituationen, in denen OPC UA an der Schnittstelle zwischen OT und IT zum Einsatz kommt:

1. Modernisierung von Bestandsanlagen durch OPC UA-Integration

Viele Maschinen und Geräte in Bestandsanlagen verfügen nicht über eine standardisierte OPC UA-Schnittstelle und verwenden stattdessen ältere Kommunikationsprotokolle oder proprietäre Schnittstellen. In Modernisierungsprojekten ist es oft notwendig, diese Maschinen und Geräte über OPC UA in innovative Lösungen zu integrieren, um die Vorteile von Industrie 4.0 und IoT-Anwendungen zu nutzen und eine effektive Datenintegration zu gewährleisten.

2. Effiziente Anbindung und Integration von OPC UA-Servern in modernen Anlagen

In modernen Anlagen sind viele Geräte bereits mit integrierten OPC UA Servern ausgestattet. Hier besteht die Herausforderung darin, die Anwendungen effizient, einfach und sicher mit einer Vielzahl von Datenquellen zu verbinden. Zusätzlich besteht oft der Bedarf, Anwendungen über weitverbreitete Standardprotokolle der IT-Welt, wie MQTT, auf Daten aus OPC UA-Servern zugreifen zu lassen.

3. Standardisierung und Integration durch Companion Specifications und OPC UA Informationsmodelle

In modernen Anlagen wächst der Bedarf an der Verwendung von Companion Specifications bzw. OPC UA Informationsmodellen. Diese standardisieren Schnittstellen für Geräte, Maschinen und Anlagen einschließlich semantischer Informationen und erleichtern deren Integration in innovative IoT-Lösungen, beispielsweise über „Unified Name Spaces“ (UNS).

Anpassung der OPC UA-Lösungen an individuelle Betriebsprozesse und Infrastrukturen

All genannten Anforderungen und Anwendungsszenarien können in der Regel mit Standardprodukten abgedeckt werden, die OPC UA unterstützen und projektspezifische Integrationsaufwände minimieren.

Da jedoch Anwender hinsichtlich Organisation, Betriebsprozessen und bestehender Infrastruktur variieren, können je nach Situation Docker-basierte Softwarelösungen, Windows-basierte Softwarelösungen oder Hardwarelösungen die beste Wahl sein, um eine OPC UA-basierte Datenintegrationslösung optimal an die jeweilige Organisation anzupassen.

Softing OPC UA Kompetenz und Portfolio

Dank unserer langjährigen Erfahrung in der OPC-Technologie und unserer engen Zusammenarbeit mit der OPC Foundation sind wir Ihr idealer Partner für die OPC-Datenintegration. Ob Bestands- oder Neuanlagen, ob für traditionelle Betriebsabläufe oder IT-getriebene und automatisierte Prozesse - Softing bietet geeignete Endkundenprodukte zur OPC UA-basierten Datenintegration.

Neben diesen Endkundenprodukten entwickelt und vermarktet Softing Industrial Software Development Kits (SDKs) zur projektspezifischen Entwicklung von OPC UA Client- und Server-Komponenten. Diese können für Geräte- oder Software-Anwendungen genutzt werden. Wir nutzen diese SDKs auch bei der Entwicklung unserer OPC UA-basierten Endkundenprodukte. Von den dadurch erzeugten Synergien profitieren sowohl die Anwender der Endkundenprodukte als auch Nutzer der SDKs.

Ergänzend zu unseren Standardprodukten bieten wir ein umfangreiches Schulungs- und Dienstleistungsprogramm an, um unsere Kunden bestmöglich zu unterstützen.

Softing Produkte zur OPC UA Datenintegration

Windows-basierte OPC Server und Middleware – dienen als Software-Schnittstellen, um Daten zwischen verschiedenen Systemen und Geräten auszutauschen. Die OPC-Server sammeln Daten von verschiedenen Geräten und stellen sie in einem einheitlichen Format zur Verfügung, während OPC-Middleware die Datenweiterleitung und -verarbeitung zwischen unterschiedlichen Systemen erleichtert.

Produkt: dataFEED OPC Suite

Integrationsplattformen zur Datenaggregation sammeln, kombinieren und fassen große Mengen an Daten aus verschiedenen Quellen zusammen. Auf diese Weise können Anwender die Daten an einem einzigen Punkt kontrollieren und sie einfach sowie sicher verwalten.

Produkte: Secure Integration Server, edge Aggregator

Docker-basierte OPC UA Softwarelösungen laufen als Container und bieten eine flexible und skalierbare Möglichkeit, OPC UA-Funktionalitäten zu nutzen.

Produkte: edge Aggregator, edgeConnectors, edgePlugs, smartLink SW-HT, smartLink SW-PN

OPC UA Software Development Kits (SDKs) bieten die notwendigen Tools und Bibliotheken, um Anwendungen zu entwickeln, die als OPC UA-Clients oder -Server fungieren können. Diese Anwendungen können Daten von verschiedenen Geräten und Steuerungen sammeln, verarbeiten und weiterleiten.

Produkte: OPC UA SDKs

Hardware-Gateways für den parallelen Netzwerkzugriff zur Steuerung eignen sich besonders für die Erweiterung bestehender Systeme. Sie stellen zusätzliche Kommunikationsmöglichkeiten über OPC UA bereit, ohne den Betrieb der Steuerung zu beeinträchtigen.

Produkte: smartLink Gateways

Hardware-Gateways für den direkten Zugriff auf Steuerungsdaten sind ideal für Anwendungen, die eine enge Integration und direkten Zugriff auf Steuerungsinformationen erfordern.

Produkte: edgeGate, ua Gates, eATM Manager Control Logix