OPC Foundation stellt neue Unified Architecture vor
Plug&Play jetzt auch für Automatisierungsgeräte

OPC ist schon lange als PC-basierter Standard in der Automatisierungstechnik bekannt. Mit der neuen Unified Architecture geht die OPC Foundation jetzt auch auf die speziellen Anforderungen von eingebetteten Systemen ein.


Sowohl in der Fertigungsindustrie als auch in der Prozessautomatisierung ist die Software-Schnittstelle OPC ein etablierter und anerkannter Standard. Hier profitieren Anwender schon länger von den Vorteilen der einfachen Integration von Produkten verschiedener Hersteller in Produktionsanlagen. Immer öfter wird dieser etablierte Standard auch in anderen Ebenen wie der Feldebene und in MES-Anwendungen eingesetzt. Dabei ergeben sich zahlreiche neue Anforderungen, auf welche die OPC Foundation mit einer neuen Architektur reagiert hat. Plattformunabhängigkeit und Skalierbarkeit sind Kernanforderungen und gehören genauso zum neuen Design wie Zugriffssicherheit und Hochverfügbarkeit. Auch der Modellierung komplexer Daten und dem Austausch von Ereignismeldungen und Kommandos kommt eine besondere Bedeutung zu, um den Informationsfluss von klassischen Automatisierungssystemen bis hin zu Enterprise-Anwendungen durchgängig abzubilden. In dem neuen Standard Unified Architecture (UA) hat die OPC Foundation nach dreijähriger Spezifikationsarbeit diese Anforderungen mit den aktuellen IT-Technologien und den Erfahrungen aus den etablierten OPC-Standards kombiniert. Pünktlich zum zehnjährigen Bestehen der OPC Foundation wird mit Unified Architecture die Basis eines durchgehenden Informationstransports geschaffen. Dies bildet die Grundlage für die Reduzierung der Integrationskosten von verschiedenen Automatisierungssystemen und IT-Anwendungen innerhalb der Produktions- und Geschäftsprozesse eines Unternehmens. "Die Weiterentwicklung der Spezifikationen wurde durch neue Anforderungen getrieben und war der logische Schritt, um die zukünftigen Herausforderungen zu lösen.", sagt Tom Burke, Präsident der OPC Foundation. "Wir stehen zu unserem Bekenntnis zu sicherer, zuverlässiger Interoperabilität."

Gemeinsame Definition von Standards


Schon frühzeitig hat die OPC Foundation bei der Entwicklung des neuen Standards auf die Zusammenarbeit mit anderen Standardisierungsorganisationen gesetzt. Ergebnis dieser Kollaboration war die Beschreibung eines Informationsmodells mit OPC Unified Architecture und die Definition, wie die Daten des Modells zwischen Applikationen sicher übertragen werden. Andere Standardisierungsorganisationen wie ISA-95, ISA-99, IEC, OAGi, EDDL, FDT und Mimosa oder auch Hersteller definieren branchen- oder anwendungsspezifische Informationsmodelle. In gemeinsamen Arbeitsgruppen unterstützt die OPC Foundation diese Organisationen bei der Nutzung von OPC Unified Architecture für die Übertragung der definierten Informationsmodelle. So wird z.B. in der EDDL-Gruppe (Electronic Device Description Language) von verschiedenen Organisationen wie Profibus, Fieldbus Foundation oder Hart die Beschreibung von Geräteeigenschaften vereinheitlicht. Wie die Beschreibung der Geräte und Diagnoseinformationen mit OPC Unified Architecture übertragen werden, wird in einer gemeinsamen Arbeitsgruppe zwischen OPC und EDDL definiert. Durch derartige Zusammenarbeit können sich erhebliche Kosteneinsparungen bei der Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung von komplexen Produktionsanlagen ergeben. Ein anderes Beispiel ist die Zusammenarbeit mit ISA-95. Dieser internationale Standard definiert ein Modell zur Beschreibung von MES-Funktionen und dient zur Integration dieser Funktionen in ERP-Systeme. Mitglieder der ISA-95-Arbeitsgruppe haben aktiv an der Spezifikation von OPC Unified Architecture mitgearbeitet um die Basis für den Online-Austausch der durch ISA-95 definierten Daten zwischen den verschiedenen IT-Systemen zu schaffen.

OPC Unified Architecture


Die OPC Unified Architecture ist in einer Reihe von Spezifikationen definiert. Die ersten sieben Spezifikationen definieren die gemeinsame Basis für alle Nutzer der Architektur. In den Spezifikationen 8 bis 11 werden OPC-spezifische Informationsmodelle definiert. Part 1 und 2 erläutern die grundsätzlichen Konzepte und die Sicherheitsanforderungen von OPC UA. Die Modellierungsregeln für ein OPC UA-basiertes Datenmodell und die Services für den Zugriff auf dieses Modell werden in Part 3 und 4 definiert. Part 5 spezifiziert den Aufbau des Adressraums eines OPC Unified Architecture-Servers. Die konkrete Umsetzung des Datenaustauschs, basierend auf den Services aus Part 4, wird in Part 6 definiert. Dabei werden zwei Arten der Datenkodierung (XML oder in Binärdaten) und zwei Arten des Transports (Webservices oder OPC UA TCP-Protokoll) unterschieden. Die Profile in Part 7 beschreiben welche Features von OPC UA von einem Produkt zur Verfügung gestellt werden. Aufbauend auf der gemeinsamen Basis von OPC UA können andere Organisationen oder Produkthersteller definieren, wie ihre Informationsmodelle mit OPC UA umgesetzt werden.

Integration mit OPC UA


Die OPC Foundation arbeitet zusammen mit ihren Mitgliedern an der Umsetzung der OPC Unified Architecture auf verschiedenen Plattformen. So entstehen Implementierungen auf Basis von Microsoft .NET, Java und portierbaren C/ C+- Bibliotheken für standardisierte Kommunikationslayer. Darüber hinaus werden Beispielimplementierungen erarbeitet und Migrationspfade zu vorherigen COM-basierten OPC-Schnittstellen zur Verfügung gestellt. Diese umfangreichen Hilfsmittel werden Produktherstellern eine schnelle Realisierung auf verschiedenen Plattformen erlauben und sichern gleichzeitig Investitionen in bereits bestehende Systeme. Mit der immer schnelleren Verbreitung von Ethernetschnittstellen in Feldgeräten und Steuerungen wird es mit OPC UA möglich, die Vorteile standardisierter Schnittstellen auch in eingebetteten Systemen zu nutzen und so die Integration verschiedener Systemen in heterogenen Automatisierungsumgebungen zu vereinfachen. Beim Design der Kommunikationsmechanismen wurde besonders darauf geachtet, dass der Einsatz von OPC UA in der Feldebene auch ohne PC-basierte Systeme möglich ist. So werden bald auch Anwender von embedded Systemen von den Vorteilen der neuen Software-Schnittstelle profitieren können.

Kasten: ascolab GmbH


Als eines der Gründungsmitglieder der UA-Arbeitsgruppe setzt ascolab auf die neuen Möglichkeiten der OPC Unified Architecture, welche die Grenzen der heutigen COM-basierten OPC Lösungen sprengen wird. Vor allem bei eingebetteten Systemen und bei Unternehmensanwendungen ergeben sich durch die neue OPC-Architektur erweiterte Einsatzmöglichkeiten. Die ascolab GmbH bietet Entwicklungs- und Beratungsdienstleistungen für die OPC Unified Architecture an und kann dabei auf die Erfahrungen aus der Spezifikationsarbeit und den ersten Beispielimplementierungen zurückgreifen. "Wir erwarten einen deutlichen Anstieg an OPC-basierten Lösungen gerade aus dem Umfeld der Hersteller von eingebetteten Systemen." sagt Uwe Steinkrauss, Geschäftsführer der ascolab GmbH. "Die Zusammenarbeit mit anderen Organisationen wird die Verbreitung von OPC UA beschleunigen."

Kasten: Weltpremiere - Technologie bleibt kein Geheimnis


Um den Einstieg in die OPC Unified Architecture zu vereinfachen und um interessante Details über diese Zukunftstechnologie zu vermitteln, veranstaltet die OPC Foundation vom 10.-12. Oktober 2006 in München eine dreitägige internationale Konferenz, die DevCon 2006. In diesen drei Tagen haben die Teilnehmer die einmalige Chance, einen Überblick über die Technologie, die Komponenten und die Spezifikation zu gewinnen. Ein tiefer Einblick in die zugrunde liegenden Technologien vermittelt umfangreiches Know-how, und das abschließende Diskussionsforum, in dem die OPC Experten Rede und Antwort stehen, rundet das Programm ab. Anmeldung unter www.opcfoundation.org/devcon06.

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