OPC UA für IT-Konzepte

Die IT-Welt möchte Daten aus dem OT-Bereich nutzen, um diese mit zusätzlichen Konzepten wie Asset Administration Shell, Data Spaces, Digital Twins und Metaverse zu kombinieren: Bei all diesen Initiativen und Lösungen geht es um den Austausch von Informationen zwischen mehreren Unternehmen mit unterschiedlichen Anwendungsfällen wie Produktlebenszyklusdaten (AAS) oder Governance-Daten (DataSpaces) usw. In den meisten Fällen tauschen die Applikationen dabei Daten über proprietäre oder standardisierte HTTP REST-Schnittstellen aus.

OPC UA ist dabei viel mehr als nur ein Protokoll: Die Spezifikation beinhaltet Transportmuster (wie Client/Server oder Pub/Sub) und die Anbindung an verschiedene Transportprotokolle wie TCP, UDP, MQTT, um von der OT bis in die IT-Szenarien zu skalieren.

OPC UA over MQTT

MQTT ist sicherlich sehr einfach, aber ein Payload-Agnostic-Protokoll: es gibt keine internationale Norm und Definition der Nachrichten-Nutzlast. MQTT ohne eine inhaltliche standardisierte Beschreibung der Daten ist daher im Zeitalter der Digitalisierung nicht mehr Stand der Technik. Die OPC UA (als IEC 62541 Standard) Erweiterungen für PubSub (über UDP und MQTT) wurden im Februar 2018 veröffentlicht. Es gibt weltweit keine andere große, anerkannte, offene und neutrale Organisation wie die OPC Foundation, welche die Unterstützung aller großen Cloud-Anbieter bekommen hat: Als Ergebnis gibt es EINE akzeptierte OT-zu-IT-Verbindung auf Basis von OPC UA über MQTT. AWS, Google Cloud, IBM, Microsoft, SAP und SIEMENS unterstützen diesen sicheren, standardisierten Informationsaustausch in Edge-to-Cloud-Anwendungen auf Basis von OPC UA. Ein Plugfest läuft bereits seit zwei Jahren: 26 OT-Firmen, darunter namhafte Automatisierer wie Beckhoff, Kuka, Mettler Toledo, Pilz, Phoenix Contact, Siemens, Trumpf, Wago versenden Daten OPC UA via MQTT und diese Daten werden ohne weiteren Adapter direkt von AWS oder Microsoft verstanden – quasi wie ein USB-Stecker zwischen Maschine und Cloud – man kann jederzeit umstecken ohne weiteres Engineering.

Dieses einheitliche Signal von IT-Unternehmen zur Unterstützung von OPC UA (over MQTT) hat es noch nie in der Geschichte der Automatisierung gegeben und wird eine weitere massive Adaption auslösen.

Neu: OPC UA via REST

Die OPC-UA-REST-Gruppe, als Untergruppe der OPC Foundation UA Working Group, wird Anwendungsfälle für die Integration von OPC UA über REST diskutieren und mögliche Erweiterungen für die OPC UA Spezifikation vorschlagen. Es handelt sich um eine spezielle Untergruppe für IT (insbesondere REST) aus Experten und Teilnehmern, die in den Bereichen Edge und Cloud Computing arbeiten, um sich auf die Diskussion dieser Anwendungsfälle zu konzentrieren. Die REST-Untergruppe wird Anwendungsfälle für OPC UA in Edge- und Cloud-Computing-Umgebungen unter Verwendung des vorgeschlagenen HTTP REST diskutieren.

Nicht-exklusive Beispiele für Arbeitspunkte sind:

• Generische REST-Schnittstellendefinition für allgemeine OPC-UA-Dienste (Lesen, Schreiben, Aufrufen, …)
• Standardisiertes Mapping von OPC-UA-Dienstparametern auf Datentypen, die üblicherweise in RESTful APIs verwendet werden
• Wie der bestehende sitzungslose OPC-UA-Dienst mit einer REST-Schnittstelle genutzt werden kann
• Definition eines Konzepts zur Bereitstellung von REST-Schnittstellen für Companion Specification Anwendungsfälle
• Definieren von Anforderungen an die Sicherheit
• Erstellung von Prototypen und einer Demonstration
• Definieren einer OpenAPI-kompatiblen REST-Schnittstelle mit Swagger