OPC UA – Open Platform Communications Unified Architecture
Smart. Semantisch. OPC UA – strukturierte Daten bis in die Cloud.
Ob im Hinblick auf Vernetzung und Standardisierung oder in Sachen Sicherheit – die Anforderungen an industrielle Netzwerke steigen. Hier bietet der Ethernet-basierte Kommunikationsstandard OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) plattform- und herstellerunabhängig und mit integrierten Sicherheitsmechanismen beste Voraussetzungen für die Digitalisierung. Deshalb setzt Siemens auf OPC UA bei der vertikalen Anbindung bis in die Cloud sowie bei der Kommunikation zwischen Maschinen (M2M). Für die Echtzeitkommunikation auf der Feldebene kombiniert Siemens OPC UA mit PROFINET – und das in einem gemeinsamen Industrial Ethernet-Netzwerk.
Ein Meilenstein für die Automatisierung in der digitalen Welt
Um die Anforderungen der Industrie von morgen zu erfüllen, müssen industrielle Netzwerke immer höheren Anforderungen gerecht werden. Gefragt sind konvergente, durchgängige und gesicherte Netzwerke, die sich flexibel skalieren und dynamisch anpassen und hohe Teilnehmerzahlen bewältigen – bei größtmöglicher Reaktionsschnelligkeit versteht sich. OPC UA ist hier ein wichtiger Baustein.
Mit OPC UA nimmt die Digitalisierung Ihres Unternehmens weiter an Fahrt auf
Der offene, plattformunabhängige Kommunikationsstandard OPC UA ermöglicht die nahtlose Kommunikation mit Anwendungen von Drittanbietern und ist für den jeweiligen Bedarf flexibel skalierbar. Mit seinen semantischen Eigenschaften unterstützt OPC UA mehr als nur die Übertragung von Daten und beinhaltet ein einzigartiges Informationsmodell. Für die gesicherte Anbindung sorgen bewährte Sicherheitsmechanismen wie Authentifizierung, Autorisierung und Verschlüsselung. Zusätzlich sind Mechanismen von PROFIsafe auch für OPC UA in Vorbereitung, um eine einheitliche sicherheitsgerichtete Kommunikation zwischen Maschinen zu ermöglichen. Auch kann OPC UA in vorhandene Industrial Ethernet-Netzwerke integriert werden und ohne Einbußen bei der Leistung über die bestehende PROFINET-Infrastruktur laufen.
Daher setzt Siemens auf OPC UA als „die“ offene Schnittstelle von der Steuerungsebene zu überlagerten SCADA-, MES- oder ERP-Systemen und weiter bis zur Cloud.
Linienintegration mit OPC UA
Eine schnelle und kosteneffiziente Linienintegration bei hoher Skalierbarkeit, fehlerfreier Inbetriebnahme und zügiger Werksabnahme – OPC UA und Companion Specifications machen es möglich: Dank international definierter OPC UA Companion Specification profitieren Sie bei der Linienintegration von standardisierten Datenschnittstellen und Zustandsmodellen. Das ermöglicht es z.B. Maschinen-Schnittstellen einfach anzupassen und Module für unterschiedliche Anlagen wiederzuverwenden.
Kommunikationsmechanismen für unterschiedliche Anforderungen
OPC UA Client/Server
OPC UA mit Client/Server-Kommunikation ist in der Automatisierung weit verbreitet. In diesem bewährten „One-to-one“-Kommunikationsmechanismus erhält jeder OPC UA-Client über eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation Zugriff auf die Daten des OPC UA-Servers: Der OPC UA-Client sendet eine Anfrage an den OPC UA-Server und erhält von diesem eine Antwort. Diese Form der Kommunikation ermöglicht einen zuverlässigen, gesicherten und verschlüsselten Datenaustausch mit reduzierter Bandbreite und ohne Datenverlust, selbst wenn Umgebung und Netzwerkqualität nicht optimal sind und Störeinflüsse aufweisen. Die Client/Server-Kommunikation basiert dabei immer auf TCP/IP.
OPC UA PubSub
Bei OPC UA mit PubSub-Modell – PubSub steht für Publish/Subscribe – wird ein „One-to-many“- bzw. „Many-to-one“-Kommunikationsmechanismus eingesetzt: Ein Publisher stellt dabei Daten zur Verfügung, die von beliebig vielen Subscribern im Netzwerk empfangen werden können. Die OPC UA PubSub-Kommunikation kann über UDP oder auch direkt auf Layer 2 übertragen werden. Je nach verwendeter Technologie können so kurze Zykluszeiten erreicht werden. In Kombination mit Time-Sensitive Networking (TSN) ermöglicht OPC UA PubSub so echtzeitfähige Kommunikation auf Steuerungsebene und erfüllt die Anforderung zeitkritischer Anwendungen.
Time-Sensitive Networking – ein weiterer Schritt in die digitale Zukunft und hin zum IIoT (Industrial Internet of Things)
Garantierte, skalierbare Bandbreiten, optimierte Quality of Service (QoS)-Mechanismen, Echtzeitfähigkeit und eine sehr geringe Übertragungslatenz in Kommunikationsnetzwerken: Siemens setzt auf Time-Sensitive Networking (TSN), um aus Automatisierungsnetzwerken das Optimum für die ständig steigenden Anforderungen herauszuholen. Somit erreicht die Kommunikation von Maschine zu Maschine und von der Maschine bis in die Bedienerebene eine neue Dimension in Sachen Schnelligkeit und Zuverlässigkeit. TSN wird im Rahmen von IEEE 802.1 definiert und setzt sich aus einer Reihe von Einzelstandards zusammen, die ausschließlich den DataLink-Layer (Layer 2) der Kommunikation betreffen.
Gute Gründe für OPC UA
Produkte und Systeme von Siemens mit OPC UA-Schnittstelle + unterstützende Tools
Siemens bietet für Totally Integrated Automation (TIA) ein umfassendes Hard- und Softwareportfolio, das von der Feld- über die Steuerungs- bis zur Betriebsführungsebene reicht. Als offener Kommunikationsstandard spielt OPC UA für das gesamte TIA Portfolio eine wichtige Rolle.Wissensvorsprung durch OPC UA Webinare – von Experten lernen:
Entwicklung mit besten Perspektiven
Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) wurde von der 1996 gegründeten OPC Foundation entwickelt, zu deren Gründungsmitgliedern Siemens gehört. Die OPC Foundation ist eine globale gemeinnützige Organisation mit mehr als 450 Mitgliedern aus allen Industriebereichen. Sie arbeitet eng mit Anwendern und Herstellern zusammen, um den offenen, herstellerunabhängigen Standard immer weiterzuentwickeln – und das mit Erfolg. Das zeigt auch die Aussage von Holger Junker, Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI): „Die einzige mir derzeit bekannte Kommunikationstechnologie in der Fabrik, die Sicherheitsaspekte mit eingebaut hat und auch Potential für die Herausforderungen einer Industrie 4.0 bietet, ist OPC UA."
Securityhinweis
Um Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu implementieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen nur einen Bestandteil eines solchen Konzepts. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter:
