Das Neue in OPC Unified Architecture Interview mit Jürgen Lange von Softing

SPS: Was ist eigentlich das Neue an OPC Unified Architecture? Jürgen Lange: Das \’UA\‘ in OPC UA steht für Unified Architecture und ist eine neue Generation der bekannten OPC-Schnittstelle. Letztere hat sich bekanntlich zum weltweiten Standard entwickelt: Grob geschätzt gibt es über 20.000 OPC-Produkte, zig Millionen von Installationen und OPC gilt im Gegensatz zu den Feldbussen überall auf der Welt als De-Facto-Standard, insbesondere in den Bereichen Datenakquisition, Datenlogging und Visualisierung. Allerdings erfordert OPC stets die DCOM-Architektur der Microsoft-Betriebssysteme mit allen Vor- und Nachteilen. Die große Neuerung von OPC UA ist die Plattformunabhängigkeit. Möglich wird dies durch die Umstellung auf eine serviceorientierte Architektur (SOA). So gibt es heute beispielsweise schon OPC-UA-Server, die auf Linux-Betriebssystemen oder gar auf sehr kleinen Embedded-Geräten laufen können. Das ist aus meiner Sicht das eigentlich Revolutionäre an der neuen Technologie. SPS: Was haben denn Anwender von der Plattformunabhängigkeit von OPC Unified Architecture? Jürgen Lange: Das kann man am einfachsten an einem Beispiel aus der Praxis erläutern: Die Firma Arburg aus Lossburg baut große Spritzgussmaschinen und stattete diese bisher für Datenkonfiguration, Produktivdaten-Monitoring usw. mit einem separaten Windows-PC aus. In den neuen Maschinengenerationen hingegen ist bei Arburg ein OPC-UA-Server auf der Embedded-Steuerungshardware in VxWorks integriert. Damit entfällt ein komplettes Gerät inklusive Konfigurations- und Serviceaufwand. Das sind neue Möglichkeiten, die sich durch die Plattformunabhängigkeit ergeben. OPC UA bringt für Anwender aber noch weitere Vorteile z.B. sehr ausgeklügeltes Sicher­heitskonzept. Dabei hat die OPC Foundation das Rad für Unified Architecture nicht neu erfunden. Das Sicherheitskonzept basiert auf den Standards des World-Wide-Web-Konsortiums (W3C) und umfasst Möglichkeiten der Applikationsidentifizierung, Benutzerauthentifizierung und Zugriffsschutz sowie Signierung von Nachrichten und ­Ver­schlü¨sselung der ü¨bertragenen Nutzdaten. Für den Anwender bedeutet dies konkret, dass er via OPC UA sichere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über das Internet nutzen kann. So könnte man die Liste mit den verbesserten Eigenschaften von OPC UA noch lange fortsetzen. Klar ist: OPC UA bringt zahlreiche Verbesserungen für Anwender. SPS: OPC UA wendet sich stärker als die klassische OPC-Lösung auch an Gerätehersteller. Jürgen Lange: Das liegt daran, dass wir mit OPC UA in der Lage sind, diese Technologie direkt in eine Steuerung, in ein Operator-Panel, in ein Prozessleitsystem und potenziell auch in ein Feldgerät zu integrieren. OPC UA adressiert also die gesamte Kommunikationsarchitektur der Produktionsumgebung und ermöglicht die einfache Integration in überlagerte ES- oder ERP-Systeme. Das ist mit ein Grund dafür, warum sich SAP klar zu OPC UA bekannt hat. Denn mit dieser Technologie kann man ein SAP-System sehr einfach an die Produktionsebene koppeln. SPS: Wo liegen denn die wesentlichen Unterschiede in der praktischen Anwendung? Jürgen Lange: Das klassische OPC, das die meisten Anwender heute wohl kennen, wird vorwiegend für Visualisierungsaufgaben eingesetzt. Natürlich gehören dazu heute bereits Aufgaben wie Datenlangzeitanalyse oder auch einfache Steuerungsaufgaben, natürlich nicht in Echtzeit. Das sind alles Dinge, die heute mit OPC auch schon gemacht werden. OPC UA bringt daher nicht in erster Linie neue Anwendungen, sondern erhöht durch die Plattformunabhängigkeit und den kleinen Footprint die Flexibilität der Technologie. OPC UA kann eben jetzt bereits in die Steuerung integriert werden. Zudem können durch das umfangreiche Sicherheitskonzept von OPC UA die Applikationen ohne Aufwand auch über das Internet zur Verfügung gestellt werden. OPC UA erhöht auf jeden Fall die Sicherheit in der Automatisierung. Es ändern sich also nicht vor allem die Aufgabenstellungen, sondern die Qualität der Lösung. SPS: Es gibt von der OPC Foundation eine umfangreiche Unterstützung der Entwickler. Können Sie unserern Lesern erläutern, was Entwickler dort finden? Jürgen Lange: Die Kernfunktionalität liegt im sogenannten OPC-UA-Stack, der gemeinschaftlich von verschiedenen Herstellern entwickelt wurde. Diesen gibt es in drei Ausprägungen: für Microsoft .NET, dann gibt es einen ANSI C-Stack und einen Stack für Java-Umgebungen. Diese drei Stacks sind im Besitz der OPC Foundation. Darüber hinaus gibt es eine Art Toolkit von der OPC Foundation. Allerdings hat man gemerkt, dass man mit dieser Aufgabe an Grenzen stößt, einerseits, weil die Erwartungshaltung der entwickelnden Unternehmen sehr groß ist, andererseits, weil die OPC Foundation als Non-Profit-Organisation keine Haftung, Gewährleistung und professionellen Support leisten kann. Hier sind Toolkithersteller wie Softing zu den Multiplikatoren der Technologie geworden. SPs: Wie sieht das Angebotsportfolio von Softing an dieser Stelle aus? Jürgen Lange: Das Dienstleistungsangebot von Softing, fängt an mit einem Buch für Autodidakten (Bild 2), das gerade in Neuauflage erschienen ist. Dazu kommen Trainings- und Consulting-Angebote für Entwickler und Entscheider. Abgerundet wird unser Angebot durch unsere Toolkits. Die Softing OPC Toolbox Unified Architecture (UA) ist sicher die weltweit führende Software für die einfache und schnelle Entwicklung von OPC UA Clients und Servern für Windows, Linux, VxWorks und weitere Betriebssysteme. Durch den Einsatz der OPC Toolbox können Entwickler ihre Projekte erheblich beschleunigen. SPS: Wie weit ist denn die Entwicklung von OPC UA überhaupt schon gediehen? Jürgen Lange: Die Spezifikation ist vor inzwischen über zwei Jahren released worden. Aktuell ist die Version 1.01. Man setzt damit heute auf einem stabilen Kern auf und kann ohne viele Einschränkungen implementieren. Demzufolge gibt es inzwischen Produkte von Maschinenbauern, SPS-Herstellern usw., die bereits in produktiver Umgebung eingesetzt werden. Und es gibt eine ganze Reihe von Entwicklungen, die noch der Geheimhaltung unterliegen. Tatsächlich ist es so, dass viele Hersteller aus Wettbewerbsgründen nicht zulassen, dass man technische Entwicklungen bekannt gibt. Ich kenne viele Entwicklungen unserer Kunden und es wäre super darüber reden zu dürfen, aber ich darf sie leider nicht beim Namen nennen. Wir sehen jedoch viele Entwicklungen im Embedded-Bereich und eine breite Gruppe aus der klassischen Automatisierung. SPS: Die OPC Foundation arbeitet u.a. mit der PLCopen zusammen. Welche Ziele werden damit verfolgt? Jürgen Lange: Vielleicht an der Stelle nachgereicht: OPC stand früher für OLE for Process Control – das ist ja schon längst vorbei. Heute steht OPC für Openness, Productivity and Collaboration. Das letzte Wort steht dabei auch für die Zusammenarbeit mit anderen Organisationen. Im Beispiel der Zusammenarbeit mit der PLCopen wird OPC UA quasi als Transportmedium verwendet, um Daten, die von der PLCopen definiert werden, über die sicheren Mechanismen von OPC UA zu übertragen. Damit entsteht ein sogenannter \’Companion Standard\‘. Die Zusammenarbeit mit anderen Organisationen im Bereich der Automatisierungstechnik wird auch dazu führen, dass OPC UA eine noch größere Verbreitung haben wird als die klassische OPC-Technologie. Denn diese Organisationen sind weitere Multiplikatoren dieser Technologie. SPS: Wie würde eine typische Engineeringumgebung in einer Welt aussehen, in der OPC UA eine große Verbreitung gefunden hat? Jürgen Lange: Das ist eine gute, aber nicht ganz einfache Frage. Das Informationsmodell von OPC UA ist unglaublich mächtig. Generell lehnt sich die OPC-UA-Spezifikation an die Standard-Modellierungssprache UML an. Daher ist das Thema Modellierung von Kommunikationsaufgaben, Abbildung von komplexen Abläufen in der Automatisierung über die Abbildung von Modellierungstools eine große Chance, Engineeringaufgaben zu beschleunigen und in der Qualität zu verbessern. Wenn man einmal versucht, ein paar Jahre in die Zukunft zu schauen, dann erwarten wir tatsächlich, dass die Modellierung der Kommunikation über OPC UA erfolgt. Darin sehe ich ein riesiges Potential für die Effizienz, Qualität und Zuverlässigkeit von Engineeringaufgaben.