Verwendung von OPC UA in Ihrer IIoT-Lösung
Wie integrieren Sie also Daten aus Ihren cloudbasierten IIoT-Diensten in Ihre Standardlösungen? Nehmen wir uns 5 Minuten Zeit, um zu erfahren, wie API-basierte Verbindungsdienste unter Verwendung von OPC UA-Servern Ihr Leben einfacher machen können.
Der Austausch von Daten zwischen herkömmlichen Diensten und Cloud-basierten Diensten wirft häufig Bedenken hinsichtlich der Interoperabilität und Sicherheit der Daten auf. OPC (Open Platform Communications) ist bereits in industriellen Anwendungen als bekannte Lösung zu finden, die einfach und schnell zu implementieren ist, aber ihre Grenzen hat.
OPC UA (Unified Architecture) entstand als wesentliche Verbesserung des Informationsaustauschs zwischen automatisierten Prozessen und der IT, da es die Verwendung jeder Plattform ermöglicht und in vielen industriellen Anwendungen eine bessere Skalierbarkeit bietet.
Für eine IIoT-Anwendung kann der Datenaustausch mit OPC UA eine Menge Vorteile bringen. Heute werden wir besprechen, wie es funktioniert, und Sie werden feststellen, dass es Ihnen bei Ihren täglichen Aufgaben sehr helfen kann.
Sind Sie bereit? Lassen Sie uns in die technischen Details eintauchen.
Was ist OPC UA?
Das 2008 veröffentlichte OPC UA-Protokoll wurde zu einer der wichtigsten Methoden, um die Interoperabilität zwischen digitalen Systemen zu gewährleisten. Diese Lösung steht ganz im Einklang mit dem IoT-Konzept, Industrie 4.0 und anderen Dingen.
Ein wichtiger Punkt ist, dass OPC UA mit OPC Classic und allen seinen Funktionen vollständig kompatibel ist. Doch während OPC Classic nur auf Windows-Systemen funktioniert, arbeitet OPC UA mit Apple, Android, Linux, Windows und anderen. Das ist doch viel breiter angelegt, oder?
Classic und UA haben mehrere gleichwertige Funktionen, wie z. B. das Auffinden von Servern vor Ort oder im Netz, die hierarchische Darstellung von Daten und das Lesen und Schreiben auf der Grundlage von Zugriffsberechtigungen.
OPC UA ist außerdem mit verschiedener Hardware wie herkömmlichen Computern, speicherprogrammierbaren Steuerungen, Mikrocontrollern und Cloud-basierten Servern kompatibel.
Nachrichtenformatierung und Sicherheit in OPC UA
Betrachten wir nun den Nachrichtenaustausch in OPC UA, sowohl auf der Geräteebene als auch darüber hinaus. Nachrichten verwenden zwei Formate, binäres UA und XML, und diese Formate diktieren die Kodierung und Dekodierung der Nachrichten.
Binäres UA ist auf der Geräteebene gebräuchlicher, da es weniger Energie benötigt und mehr Geschwindigkeit für hohe Leistung bietet. Bei der Entwicklung von binären UA wurde auf eine effiziente Kodierung und Dekodierung geachtet und die Größe der Daten berücksichtigt.
XML wird für den Informationsaustausch auf hoher Ebene verwendet. Clients, die das OPC-UA-Protokoll verwenden, können solche Informationen interpretieren, und XML hat die Rechenleistung, um die Daten zu serialisieren und zu deserialisieren, wodurch es leistungsfähiger ist als Binary.
Was die Sicherheit betrifft, so überlässt OPC Classic diese dem COM- und DCOM-Protokoll von Microsoft. OPC UA hat jedoch ein eigenes Sicherheitsschema, das PKI (Public Key Infrastructure) und eindeutige x.509-Zertifikate nach Industriestandard verwendet. Außerdem verfügt es über Adressauthentifizierung, Verschlüsselung, Autorisierung und mehr.
OPC UA Protokoll Kommunikation
OPC UA verwendet zwei Arten von Transportprotokollen, um die Kommunikation zwischen dem Client und dem Server zu definieren: OPC TCP und SOAP/HTTP(s).
OPC TCP ist ein spezielles Protokoll, so dass nur Clients, die OPC UA verwenden, die übertragenen Informationen lesen können. Die Kommunikation erfolgt in beide Richtungen zwischen dem Client und dem Server, sicher verpackt in einer binären Struktur.
Nachrichten, die in ein Protokoll namens SOAP verpackt sind, werden über HTTP(s) übertragen. Im Gegensatz zu TCP haben Sie mehr Möglichkeiten, die Daten zu interpretieren, und Sie können mit einem normalen Browser auf sie zugreifen. Dieser Standard ist im industriellen Bereich weit verbreitet.
OPC UA Vorteile und Anwendungen im IIoT
Das OPC UA-Protokoll ermöglicht die Interoperabilität zwischen Plattformen, Sicherheit und Erweiterbarkeit. Im Internet finden sich viele Diskussionen, die es als Schlüssel zur Gewährleistung der Interoperabilität von IIoT-Systemen bezeichnen.
In der Tat ist die Kommunikation mit OPC UA transparent, was die Integration zwischen Herstellern erheblich erleichtert. Jetzt müssen die Hersteller alle ihre Informationen in diesem Protokoll zur Verfügung stellen.
OPC UA bietet eine klare und einfache Methode der Integration, die alle relevanten Daten von den Geräten im Feld liefert. Wir dürfen nicht vergessen, dass auch MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) verfügbar ist, um eine direkte Verbindung mit Feldgeräten herzustellen, aber das ist ein Thema für einen anderen Artikel.
OPC UA mit JavaScript, JSON und einfachem REST als APIs
Eine der Herausforderungen des IIoT ist die Nutzung der gesammelten Daten in der Analytik, um Erkenntnisse zu gewinnen. Die OPC-Organisation hat ein Beispiel für die Anwendung von OPC UA mit APIs vorgestellt, und Sie können dasselbe mit IIoT-Diensten wie Netilion tun.
Netilion Connect ist ein API-basierter Verbindungsdienst, der mit einem OPC-Server-Add-on geliefert wird, so dass die Verbindung mit Ihrem OPC-UA-Client einfacher denn je ist. Mit einem OPC UA-Server können Sie Daten in andere Lösungen wie MES oder SCADA integrieren.
Der OPC UA Server als Verbindungsdienst für Client-Anwendungen bietet mehrere Vorteile. Sie können sofort loslegen, da er keine Installation benötigt. Die Anfangskosten schmelzen dahin, da die notwendige Infrastruktur immer vorhanden ist; alles was Sie brauchen ist eine Internetverbindung. Das Gleiche gilt für die Wartungskosten.
Natürlich wird bei der Datenerfassung in der Regel JSON in der Programmierung und JavaScript verwendet. Die Überschneidung von IT und Automatisierung wird allmählich zunehmen, und die Programmiersprachen werden in der Branche weiter verbreitet sein als bisher.
Deshalb ist jetzt ein guter Zeitpunkt, um mehr über Programmiersprachen zu erfahren und darüber, wie sie Ihnen in naher Zukunft helfen werden. Bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren!
Zusätzliche Links:
