Acht der insgesamt zwölf Spezifikationsanteile wurden bereits freigegeben. Die vier fehlenden Elemente \’Mappings\‘, \’Profiles\‘, \’Alarms & Conditions\‘ und \’Discovery\‘ liegen als \’final draft\‘ für eine abschließende Prüfung vor. Zwölf Spezifikationsteile mit einer Vielzahl von Code-Beispielen setzen auf den bewährten Eigenschaften der bestehenden DCOM basierten OPC Technologie auf und definieren einen neuen OPC Standard auf Basis einer serviceorientierten Architektur.
Wofür eine neue OPC Spezifikation?
Mit über 17.000 OPC-Produkten von mehr als 3.500 verschiedenen Herstellern und weltweit vielen Millionen Installationen OPC-basierter Produkte in der Fertigungs- und Prozessindustrie, Gebäudeautomation und vielen anderen Branchen ist OPC der unangefochtene Standard für interoperablen Datenaustausch. Ein derartiger Erfolg wäre nicht möglich gewesen ohne die vielen überzeugenden Vorteile und Stärken dieser Technologie. Mit Data Access (DA), Alarms&Events (AE) und Historical Data Access (HDA), den so genannten \’klassischen\‘ OPC Spezifikationen, stellt die OPC Foundation ausgereifte Definitionen für einen offenen Datenaustausch bereit, der den vielfältigen Anforderungen der Indus-trie genügt. Wofür wird nun angesichts dieses unbestrittenen Erfolgs von OPC und seiner zahlreichen Stärken noch eine weitere, ganz neue Spezifikation benötigt? Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der \’klassischen\‘, DCOM-basierten OPC Technologie und OPC Unified Architecture. Anhand mehrerer Kriterien werden die neuen Einsatzmöglichkeiten und das zusätzliche Potenzial von OPC UA deutlich und die Berechtigung dieser neuen Spezifikation belegt.
Neue Einsatzmöglichkeiten mit OPC UA
OPC setzt bis heute, mit Ausnahme der OPC XML-DA Spezifikation, auf dem Microsoft Distributed Component Object Model (DCOM) auf, das in Windows-Betriebssystemen enthalten ist. Die annähernde \’Allgegenwart\‘ der Microsoft-Plattformen auch in der Industrie ist sicherlich einer der Gründe für die rasante Verbreitung von OPC. Doch begrenzt DCOM den Einsatz der OPC-Technologie auf Windows-Betriebssysteme. Die Bereitstellung eines OPC Standards, der auch auf anderen Betriebssystemen eingesetzt werden kann, ist seit vielen Jahren eine Forderung der Industrie (Hersteller von ERP Systemen mit Unix als Plattform oder Hersteller von embedded Systemen mit Echtzeitbetriebssystemen wie VxWorks, QNX u.a.) an die OPC Foundation. OPC UA basiert nicht mehr auf DCOM, sondern wurde auf Basis einer serviceorientierten Architektur (SOA) konzipiert. Kern von OPC UA bildet ein Satz von UA Diensten (Services), die ein Interoperabilitätsframework bilden. Dieses Framework bildet eine eigenständige Einheit mit einer definierten Schnittstelle zur darunter liegenden Basis-technologie. So gesehen ist OPC UA praktisch unabhängig von der Technologiebasis eines bestimmten Betriebssystems und kann einfach portiert werden. Die OPC Foundation stellt für die Portierung auf verschiedene Plattformen ein C-, Java- und .NET-SDK (Software Development Kit) zur Verfügung. UA Server können hinsichtlich Funktionsumfang, Größe, Performance und unterstützter Plattformen variieren und skaliert werden. Die Server-Eigenschaften werden in einem Profil festgelegt und können vom Client abgefragt werden. Für embedded Systeme mit begrenztem Speicher können sehr schlanke UA Server mit einem geringen Set von UA Services, z.B. nur Data Access und minimaler Security, implementiert werden. Auf einem Serverrechner im IT-Bereich hingegen spielen Speicherressourcen keine so große Rolle, sodass UA Server sehr mächtig und funktional voll ausgebaut werden können. Bild 2 zeigt, wie durch die Einbettung von UA Servern in einen Controller oder ein Feldgerät ein Windows Rechner auf der Feldebene eingespart werden kann. Vertikale Integrationskonzepte können durch die Kaskadierung von embedded UA Servern auf der Prozessebene über UA Server auf der Automatisierungsebene bis hin zu integrierten UA Clients in ERP-Systemen auf der Unternehmensleitebene sehr gut realisiert werden.
\’Unifying\‘ bringt Vereinfachung
Eine Anforderung des Marktes an die OPC Foundation, insbesondere aus dem Bereich der Prozessindustrie und der Gebäudeautomation, ist eine bessere Integration von Alarmen in den Adressraum eines Data Access Servers. Bis heute sind drei verschiedene OPC Server – DA, AE und HDA – mit unterschiedlicher Semantik erforderlich, um z.B. den aktuellen Wert eines Temperatursensors, das Ereignis einer Temperaturüberschreitung und den historischen Mittelwert der Temperatur zu erfassen. OPC UA ermöglicht den Zugriff auf alle drei Arten von Daten mit einem einzigen OPC Server. UA vereint somit die bestehenden Modelle DA, AE, HDA und zusätzlich Programmaufrufe in einem einzigen, integrierten Adressraum. Diese \’unified\‘ Architektur reduziert die Zahl zu installierender OPC Komponenten und vereinfacht Konfiguration und Inbetriebnahme. Zusätzlich bietet UA die Möglichkeit, weiterführende Beschreibungen zu einem Datenpunkt, z.B. Einheit, Skalierungsfaktor usw., direkt am OPC UA-Objekt zu hinterlegen. OPC UA macht das Datenmanagement somit einheitlicher, zentraler und reicher an Zusatzinformation.
