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Richtungsweisend beim Datenaustausch

Text: Jason Fletcher, MatrikonOPC Foto: grapix
Zum sicheren Datenaustausch zwischen Anlagen und Geräten in der industriellen Automatisierung hat sich der klassische OPC-Standard als Grundlage bewährt. Mit OPC Unified Architecture steht eine neue Lösung zur Verfügung, auf die je nach Bedarf mit verschiedenen Migrationsszenarien umgerüstet werden kann.

Das standardisierte Verfahren zur Datenkonnektivität OPC ermöglicht Gewinnung und Transport von Daten aus unternehmensweit verwendeten Geräten, Controllern und Anwendungen, unabhängig von den verschiedenen Treibern. Der Erfolg des Standards liegt darin, dass OPC Implementierungseigenschaften von Datenquelle (z.B. SPS) und Datenempfänger (z.B. HMI) abstrahiert. Auf diese Weise lassen sich Daten ohne genaue Kenntnis der internen Datenorganisation und des Verbindungsprotokolls des Gegenübers austauschen. Der OPC-Standard beruht dabei auf mehreren Spezifikationen, darunter OPC Klassik und OPC Unified Architecture (OPC UA).

OPC Klassik

Zu den gängigen Varianten des klassischen OPC-Standards gehören OPC Data Access (OPC DA) zur Übertragung von Echtzeitdaten, OPC Historical Data Access (OPC HDA) zur Übermittlung von Verlaufsdaten und historischen Daten und OPC Alarms and Events (OPC A&E) zur Übertragung von Alarmen und Ereignissen. Diese Varianten basieren auf den binären Microsoft-Kommunikationsprotokollen COM (Component Object Model) und DCOM (Distributed Component Object Model). Alle Steuerungssysteme, Maschinenschnittstellen, Automationsanwendungen und andere Komponenten, die auf einer Windows-Plattform aufsetzen, können mit OPC Klassik problemlos Daten austauschen. Diese enge Verknüpfung sorgt für die zügige Erfassung von Schnittstellenimplementierungen, geht jedoch zu Lasten von Flexibilität und Erweiterbarkeit. Ein weiterer Nachteil der klassischen Standards ist, dass für jede Variante ein eigener OPC-Server eingesetzt werden muss, um zwischen Endgerät und Applikation zu kommunizieren. Anwendern ist damit keine wirkliche Interoperabilität gegeben, die Konfiguration ist aufwändiger und die internen Kommunikationsstrukturen unübersichtlicher.

OPC Unified Architecture

Antwort auf diese Herausforderungen will der neue Standard OPC UA liefern. Er soll die Kommunikation vereinfachen und gleichzeitig sicherer sowie interoperabler gestalten. Konkret werden grundlegende Aspekte wie Plattformunabhängigkeit, Sicherheit und Internetfähigkeit ergänzt. Zudem vereinheitlicht OPC UA die klassischen OPC-Spezifikationen, sodass Anwender nur noch eine Lösung benötigen. Darüber hinaus verfügt die OPC-UA-Spezifikation über eine serviceorientierte Architektur, welche das DCOM-Protokoll durch offene, plattformunabhängige Alternativen mit integrierten Sicherheitsmechanismen ersetzt. Damit ist auch ein Datenzugriff über Internet und Firewall möglich.

Migration auf den neuen Standard

Eine Ablösung von OPC Klassik zeichnet sich allmählich ab. Eine sofortige Umstellung ist für Unternehmen jedoch nicht zwingend notwendig. Unterschiedliche Migrationsoptionen erlauben Nutzern, das für sie effektivste Szenario zu wählen. Die Komplettmigration impliziert die Ablösung durch eine umfassende Umstellung. Lösungen wie der Universal Connectivity Server (UCS) von MatrikonOPC bieten die notwendige Konnektivität und nur ein Framework für alle benötigten OPC-Server. Dadurch erhält der Anwender über einen einzigen Server die sichere Konnektivität mit allen gängigen Steuersystemen und -anwendungen. Bei der Teilmigration können Anwender bestehende Produkte wie gewohnt betreiben und diese beispielsweise über sogenannte Wrapper mit OPC UA verbinden. Für neue Implementierungen können dann Lösungen wie der UCS eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine sanfte Migration, die OPC UA schrittweise einbindet. Auch im Fall, dass bisher noch keine OPC-Produkte im Einsatz sind, ist die Planung einer späteren Migration sinnvoll, um sich bereits heute auf die Zukunft mit OPC UA vorzubereiten.

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