Open Source OPC-UA- Lösungen für die Industrie 4.0


OPC-UA-Application-Server

Der OPC-UA-Application-Server stellt eine Umgebung zur Ausführung beliebiger OPC-UA-Lösungen zur Verfügung, ähnlich einem Webserver. Eigenschaften eines Servers, wie zum Beispiel die Hochverfügbarkeit, sind dadurch für alle Anwendungen vorhanden. Die Produktschnittstelle wird bei diesem Konzept in Form von Bibliotheken bereitgestellt und diese vom OPC-UA-Application-Server geladen. Mehrere Bibliotheken können durch einen OPC-UA-Application-Server geladen oder auf mehrere OPC-UA-Application-Server verteilt werden. Für den Zugriff auf andere OPC-UA-Systeme besitzt der OPC-UA-Application-Server eine Client- sowie eine Serverschnittstelle. Für die Entwicklung an der Produktschnittstelle sind weder tiefgreifende Kenntnisse des OPC-UA-Standards noch tiefgreifende Kenntnisse in der Client-Server-Entwicklung notwendig. Für die Beschreibung der Schnittstellen eines OPC-UA-Application-Servers werden zwei Informationsmodelle verwendet. Diese werden dem Server in Form von XML-Dateien bereitgestellt. Das OPC-UA-Informationsmodell wird durch den OPC-UA-Standard definiert. Der Client nutzt das OPC-UA-Informationsmodell um eine objektorientierte Schnittstelle für den Zugriff auf die Funktionen und Daten des OPC-UA-Server zu erhalten. Das zweite Informationsmodell wird für die Beschreibung der Produktschnittstelle verwendet. Zudem werden in diesem Informationsmodell die Beziehungen zum OPC-UA-Informationsmodell festgelegt. Durch die Trennung der OPC-UA-Schnittstelle von der Produktschnittstelle wird die Entwicklung und Integration neuer OPC-UA-Produkte vereinfacht.

OPC-UA-Webserver

Der OPC-UA-Webserver wird für die Visualisierung, Überwachung und Steuerung von Prozessen verwendet. Durch die Verwendung der Webtechnik stehen alle Variablen eines Prozesses immer an jedem Ort und über jeden herkömmlichen Webbrowser zur Verfügung. Bereitgestellt wird der OPC-UA-Webserver in Form einer Bibliothek, welche vom OPC-UA-Application-Server geladen und ausgeführt wird. Für den Zugriff auf die Variablen eines Prozesses besitzt der OPC-UA-Webserver eine OPC-UA-Client-Schnittstelle. Die Visualisierung wird mit dem OPC-UA-Designer auf Basis von HTML5 erstellt und über eine OPC-UA-Serverschnittstelle zum OPC-UA-Webserver hochgeladen.

OPC-UA-Designer

Der OPC-UA-Designer ist eine IDE, die den Entwicklungs- und grafischen Modellierungsprozess von OPC-UA-Lösungen auf Basis des OPC-UA-Application-Server in verschiedenen Phasen unterstützt. Ziel der IDE ist es einen großen Teil der Aktivitäten zur Reduzierung von Aufwand und Komplexität von der klassischen Entwicklungsebene in die Modellierungsebene zu verlagern. Durch die Verwendung eines Plugin-Mechanismus kann der OPC-UA-Desi-gner um beliebige Module erweitert werden. Eine der Hauptaufgaben des OPC-UA-Designers ist die Modellierung der Informationsmodelle. Der OPC-UA-Designer erstellt für das OPC-UA-Informationsmodell eine NodeSet-Datei in XML-Format. Diese wird von einem OPC-UA-Application-Server geladen und genutzt. Zudem gibt es die Möglichkeit, vom OPC UA Application Server die OPC-UA-Informationsmodelle auszulesen. Bei dem Produkt-Informationsmodell hilft der OPC-UA-Designer bei der Modellierung des Modells sowie bei der Modellierung der Beziehungen zum OPC-UA-Informationsmodell. Der OPC-UA-Designer kann zusätzlich das Produkt-Informationsmodell für die Generierung von Bibliotheken verwenden. Die generierten Bibliotheken stellen ein einfaches Skelett für den Zugriff auf das Produkt bereit und können vom OPC-UA-Application-Server geladen werden. Der Produktentwickler braucht nur noch das vom OPC-UA-Designer erstellte Skelett um die Funktionen für den Zugriff auf das Produkt zu erweitern. Eine wichtige Tätigkeit bei der Entwicklung eines neuen Produktes innerhalb einer Automatisierungs-Plattform ist die Modellierung von Visualisierungs-Lösungen für den OPC-UA-Webserver. Für diesen Zweck stellt der OPC-UA-Designer ein Modul für die Erstellung von Webseiten bereit. Hierdurch können ohne IT-, Web- und OPC-UA-Fachkenntnisse sehr einfach Lösungen für die Visualisierung von Prozessen auf Basis von HTML5 erstellt werden. Für die Projektierung einer Visualisierung kann sich der OPC-UA-Designer mit dem OPC-UA-Webserver verbinden. Zum Test einer OPC-UA-Lösung stellt der OPC-UA-Designer das Online Modul zur Verfügung. Mit diesem Modul lässt sich eine Verbindung zum OPC-UA-Server aufbauen. Unter anderem können darüber verschiedene Tests und Einstellungen am OPC-UA-Server online durchgeführt werden.