Verfügbarkeit: Praxishandbuch OPC UA

Praxishandbuch OPC UA: Grundlagen - Implementierung - Nachrüstung - Praxisbeispiele

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Weitere Verfasser:	Schleipen, Miriam 1983- (HerausgeberIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Würzburg Vogel Business Media 2018
Ausgabe:	1. Auflage
Schlagworte:	OPC UA Kommunikationsprotokoll OPC > Schnittstelle Industrie 4.0 Aufsatzsammlung
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	206 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm
ISBN:	9783834334138 3834334138

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS V O R W O R T ......................................................................................................................................... 5 DIE HERAUSGEBERIN ................................................................................................................. 6 1 KEINE INDUSTRIE 4.0 OHNE OPC U A .............................................. 15 (S TEFAN H OPPE ) 1.1 OPC UA IST KEIN PROTOKOLL - SONDERN VIEL M E H R ................................................... 15 1.2 MIGRATIONSSCHRITTE ZUR EINFUEHRUNG VON OPC U A ....................................................... 16 1.3 DAS W A R S? ...................................................................................................................... 16 1.4 DIFFERENZIERUNG!............................................................................................................. 17 1.5 AUSBLICK .......................................................................................................................... 17 1.5.1 TREND: S O A .......................................................................................................... 17 1.5.2 TREND: SERVICE TO SERVICE............................................................................... 18 1.5.3 TREND: OPC UA IM C H IP ................................................................................ 18 1.5.4 ZUKUNFT: OPC UA VIA TSN ............................................................................... 18 2 GRUNDLAGEN...................................... 2.1 ARCHITEKTUREN IM EINSATZ ........................... (D R. M IRIAM S CHLEIFEN ) 2.1.1 FALL 1: 1 OPC UA SERVER JE A SSET ............................ . ................................... 21 2.1.2 FALL 2: 1 EXTERNER SOFTWARE OPC UA SERVER FUER ALLE ASSETS....................... 22 2.1.3 FALL 3: 1 EXTERNER MIDDLEWARE OPC UA SERVER / EXTERNES GATEWAY FUER ALLE ASSETS........................................................................................................... 22 2.1.4 FALL 4: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER, DER DIE OPC UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT...................................................... 24 2.1.5 FALL 5: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER (IN ANDEREM NETZ), DER DIE OPC UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT ............ 25 2.1.6 FALL 6: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER (IN EXTERNEM NETZ), DER MEHRERE EXTERNE AGGREGIERENDE SOFTWARE OPC UA SERVER (IN ANDEREM NETZ) AGGREGIERT ............................................................................... 25 2.1.7 FALL 7: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER (IN EXTERNEM NETZ), DER DIE OPC UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT ............ 26 2.2 OPC UA COMPANION SPECIFICATIONS........................................................................... 27 (D R. M IRIAM S CHLEIFEN ) 2.3 BEST PRACTICES OPC UA SECURITY.................................................................................. 30 (D R. C HRISTIAN H AAS / D R. S OEREN F INSTER ) 2.3.1 GRUNDLAGEN IT-SICHERHEIT ................................................................................. 30 2.3.2 SICHERHEITSMECHANISMEN IN OPC U A ............................................................. 31 2.3.3 BEST PRACTICES UND BEKANNTE HERAUSFORDERUNGEN........................................ 33 MANAGEMENT DER VERTRAUENSBEZIEHUNGEN ................................................... 33 SCHUTZ DES PRIVATEN SCHLUESSELS EINES DIGITALEN ZERTIFIKATS ........................ 35 2.4 PROFILE, KONFORMITAETSTEST, ZERTIFIZIERUNG...................................................................... 36 (R EINHOLD D IX ) 2.4.1 PROFILE ................................................................................................................. 36 2.4.2 WERKZEUG ZUM KONFORMITAETSTEST (CTT - UNIFIED ARCHITECTURE COMPLIANCE TEST TOOL) ..................................................................................... 41 CN CN SERVERTEST........................................................................................................... 42 C LIENTTEST........................................................................................................... 42 2.4.3 ZERTIFIZIERUNG..................................................................................................... 43 2.4.4 AKTUELLER STAND, ERFAHRUNGEN, ERKENNTNISSE ............................................... 44 P RO FILE ................................................................................................................ 44 CTT.................................................................................................................... 44 Z ERTIFIZIERUNG.................................................................................................... 46 2.5 OPC-UA-LNFORMATIONSMODELLE UND DEREN MODELLIERUNG ....................................... 47 (D R. M IRIAM S CHLEIFEN / R OBERT H EN B EN ) 2.5.1 KNOTENTYPEN..................................................................................................... 49 2.5.2 TYPENDEFINITIONEN............................................................................................ 50 2.5.3 REFERENZTYPEN................................................................................................... 51 2.5.4 BEISPIEL............................................................................................................... 52 VORGEHENSWEISE .............................................................................................. 54 2.6 VORGEHENSMODELL ZUR EINFUEHRUNG VON OPC UA IN PRODUKTIONSANLAGEN ............ 55 (C HRISTOPH B ERGER ) 2.6.1 AUSGANGSSITUATION FUER PRODUZIERENDE UNTERNEHM EN ................................. 55 2.6.2 DEFINITION UNTERNEHMENSINTERNER RANDBEDINGUNGEN ................................. 56 INFORMATIONSSYSTEM.......................................................................................... 56 INFORMATIONSAUSTAUSCH..................................................................................... 57 DATENERFASSUNG ................................................................................................ 58 2.6.3 EINFUEHRUNGSPROZESS.......................................................................................... 59 PROJEKTTEAM ...................................................................................................... 59 AKTUELLER STATUS................................................................................................ 59 ZIELSTELLUNG....................................................................................................... 60 BEWERTUNG........................................................................................................ 61 3 NACHRUESTOPTIONEN, PRODUKTE ...................................................... 63 3.1 BEDEUTUNG UND KONZEPTE VON OPC UA FUER DIE STEUERUNGSEBENE .................... 63 (D R. H ENNING M ERSCH ) 3.1.1 ECHTZEIT.............................................................................................................. 64 3.1.2 PLCOPEN: MAPPING UND FUNKTIONSBAUSTEINE FUER DIE STEUERUNGSEBENE .. 65 3.1.3 OPC UA PUBLISHER-SUBSCRIBER FUER DIE STEUERUNGSEBENE ........................... 66 3.1.4 UNTERSTUETZUNG VON DOMAENEN-SPEZIFISCHEN MODELLEN IN DER STEUERUNG (UA NODESETS FUER COMPANION SPECIFICATIONS)............................................ 67 3.1.5 DAS TWINCAT-KONZEPT DER SOA-PLC ............................................................ 69 3.1.6 OPC UA IN DER STEUERUNG - HEUTE UND M O RG E N ..................................... 70 3.2 OPC UA IN DER STEUERUNG - SIEMENS..................................................................... 71 (J AN B AJORAT ) 3.2.1 SIEMENS UND OPC UA ................................................................................... 71 3.2.2 OPC UA UND PROFINET................................................................................. 72 3.2.3 OPC UA IN DER SIMATIC S7-1500................................................................ 72 UEBERSICHT DER FUNKTIONALITAET........................................................................... 73 KONFIGURATION ................................................................................................... 74 PERFORMANCE UND D E TA ILS............................................................................... 75 OFFENE PUNKTE UND A U SB LICK ........................................................................ 78 3.2.4 ALTERNATIVEN ZU OPC UA IN DER S7-1500 .................................................... 78 SIMATIC NET OPC UA SERVER ....................................................................... 78 SIMATIC CP 443-OPC UE A .............................................................................. 78 SIMATIC WINCC ADVANCED & PROFESSIONAL ................................................. 79 TELECONTROL....................................................................................................... 79 3.3 WIE ALTGERAETE UND NEUE APPLIKATIONEN UND SERVICES VON DEN VORZUEGEN VON OPC UA PROFITIEREN.................................................................................................... 79 (C HRIS M UENCH / J OHN T RAYNOR ) 3.3.1 WAS FUER EINE UMFASSENDE OPC-UA-LMPLEMENTIERUNG SPRICHT .................... 80 3.3.2 ANSATZ 1: SCHNELLE MASSENMIGRATION........................................................... 80 3.3.3 ANSATZ 2: LANGSAME MIGRATION MIT SUPPORT MEHRERER LEGACY-PROTOKOLLE 81 3.3.4 ANSATZ 3: MIGRATION UEBER OPC UA GATEWAYS ............................................ 82 3.3.5 OPC UA FUER GERAETE OHNE SOFTWARESCHNITTSTELLE ........................................ 84 3.3.6 DER EINSATZ VON OPC UA AUCH JENSEITS DES INDUSTRIELLEN UMFELDES ...... 85 3.4 OPC UA IN EINGEBETTETEN SYSTEMEN........................................................................ 87 (C HRIS P AUL I ATROU / P RO F. D R. L EON U RBAS ) 3.4.1 KATEGORIEN EINGEBETTETER MIKRORECHENSYSTEME........................................... 89 3.4.2 EINSCHRAENKUNGEN EINGEBETTETER SYSTEME...................................................... 90 3.4.3 ANFORDERUNGEN AN OPC UA STACKS IN EINGEBETTETEN SYSTEMEN ............... 93 3.4.4 UMSETZUNGSSTRATEGIEN FUER EINGEBETTETE OPC UA STACKS ............................ 94 3.4.5 HIERARCHISCHE CODIERUNG ................................................................................ 95 3.4.6 TIMING-DETERMINISMUS UND SCHEDULING........................................................ 95 3.4.7 ENTKOPPLUNG DER KOMMUNIKATIONSSCHNITTSTELLE........................................... 96 3.4.8 SPEICHERALLOKATION............................................................................................ 96 3.4.9 ENTKOPPLUNG DER APPLIKATION VON OPC U A ................................................ 97 3.4.10 VERARBEITUNG VON NACHRICHTEN ...................................................................... 98 3.4.11 HINTERLEGUNG VON ADRESSRAUMINHALTEN......................................................... 99 3.4.12 METHODENAUFRUFE UND INTERRUPTS ................................................................... 101 4 IMPLEMENTIERUNGSHILFEN............................................................... 103 4.1 ENTWICKLERBIBLIOTHEKEN UND TOOLS VON UNIFIED A UTOM ATION....................................103 (U WE S TEINKRAUSS ) 4.1.1 OPEN SOURCE ODER KOMM ERZIELL ..................................................................... 103 4.1.2 SPRACHE...............................................................................................................104 4.1.3 BETRIEBSSYSTEM ...................................................................................................104 4.1.4 OPC-UA-FUNKTIONALITAET ............................... 105 4.1.5 NUTZBARKEIT........................................................................................................ 106 4.1.6 INTERFACE-DESIGN.................................................................................................107 4.1.7 ERWEITERUNGEN ...................................................................................................108 4.1.8 PERFORMANCE UND RESSOURCEN..........................................................................109 4.1.9 MIGRATION VON BESTANDSANLAGEN..................................................................... 109 4.1.10 TESTTOOL UND PERFORMANCEVERGLEICH................................................................110 4.2 ENTWICKLERBIBLIOTHEKEN UND TOOLS VON PROSYS OPC ............................................... 111 (J OUNI A RO / H EIKKI T AHVANAINEN ) 4.2.1 PROSYS OPC UA JAVA-SDK - ZERTIFIZIERTE MULTIPLATTFORM OPC U A .............. 112 ENTWICKLUNG M IT JAVA..................................................................................... 112 ALLGEMEINE FUNKTIONEN....................................................................................112 ZERTIFIZIERTE OPC-UA-KONFORMITAET ................................................................... 113 FUNKTIONEN DES CLIENT SDK ........................................................................... 113 FUNKTIONEN DES SERVER S D K ............................................................................ 116 CODEGENERATOR...................................................................................................118 4.2.2 KOSTENFREIE TEST-TOOLS..................................................................................... 120 PROSYS OPC UA SIMULATION SERVER .................................................................. 120 PROSYS OPC UA C LIENT....................................................................................... 121 PROSYS OPC UA CLIENT FUER A N D RO ID ................................................................. 121 4.2.3 PROSYS OPC UA HISTORIAN..................................................................................122 UEBERBLICK UEBER DIE FUNKTIONEN DES HISTORIAN...............................................123 A USBLICK...............................................................................................................124 4.2.4 PROSYS OPC UA MODBUS-SERVER......................................................................124 SICHERE DATENKOM M UNIKATION ......................................................................... 125 NEUE INTEGRATIONSMOEGLICHKEITEN......................................................................126 ALLGEMEINE FUNKTIONEN.................................................................................... 126 A USBLICK...............................................................................................................126 4.3 OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNGEN VON OPC UA AM BEISPIEL VON OPEN62541 ... 127 (J ULIUS P FROMMER ) 4.3.1 VORTEILE VON OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNGEN ............................................ 127 4.3.2 NACHTEILE EINER OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNG ............................................ 129 4.3.3 ZIELE DES OPEN62541 -PROJEKTES.......................................................................130 5 ANWENDERBERICHTE......................................................................... 133 5.1 CANDY HOOVER USE CASE............................................................................................. 133 (N ADIA S CANDELLI / M IRCO M ASA ) 5.1.1 PRODUKTIONSSZENARIO...........................................................................................134 5.1.2 QUALITAETSSZENARIO................................................................................................136 5.1.3 BESCHREIBUNG DER A PPLIKATION.........................................................................136 5.1.4 OPC-UA-ARCHITEKTUR .......................................................................................... 138 5.1.5 DER EINSATZ VON OPC UA: NUTZEN UND BETRACHTUNGEN .............................. 139 5.2 VOITH - OPC UA AUS ANWENDERSICHT .......................................................................... 140 (D ANIEL P AGNOZZI ) 5.2.1 EINLEITUNG............................................................................................................140 5.2.2 HERAUSFORDERUNG FUER DEN AUFBAU EINES INDUSTRIE-4.0-PROJEKTES IM KONZERN .............................................................................................................. 142 DIE VOITH COMPOSITES GMBH & CO. K G .......................................................142 DIE PROJEKTIDEE.................................................................................................. 142 DER S TA N D O RT......................................................................................................143 DIE AUSWAHL DER P ARTNER.................................................................................143 DIE PROJEKTM ETHODE..........................................................................................144 5.2.3 ANBINDUNG DER GEWERKE MITTELS OPC U A ...................................................144 AUSWAHL OPC UA ALS M2M -MASCHINENKOMMUNIKATIONSPROTOKOLL ............ 144 AUTOMATISIERUNGSKONZEPT MITTELS OPC U A ................................................... 145 STANDARDISIERUNG DER KONNEKTIVITAET ................................................................ 145 DATENMANAGEMENT UND SEM ANTIK ................................................................. 147 5.3 OPC-UA-FUNKTIONALITAET FUER BESTEHENDE STEUERUNGEN VON FESTO MITTELS FIRMWARE-UPDATE ........................................................................................................... 149 ( M ARTIN P LANK / D R. A NDREAS G OSSLING ) 5.3.1 MOTIVATION UND TECHNISCHE VORAUSSETZUNGEN .............................................. 149 5.3.2 BEISPIEL ZUR EINRICHTUNG EINES OPC UA SERVERS DURCH EIN FIRMWARE- UPDATE ................................................................................................................ 150 VORBEREITENDE MASSNAHM EN ............................................................................ 151 FIRMWARE-UPDATE...............................................................................................152 NUTZEN VON OPC UA IN CODESYS....................................................................153 AUFBAU EINER VERBINDUNG UND TESTEN DES SERVERS ................................... 154 5.3.3 BEISPIEL DER KOMBINIERTEN MASCHINEN- UND ENERGIEDATENERFASSUNG ....... 156 5.4 PLUGANDWORK MIT OPC UA UND AUTOM ATIONM L ................................................ 158 (D R. O LAF S AUER / D R. M IRIAM S CHLEIFEN ) 5.4.1 PLUGANDWORK UND INDUSTRIE 4 .0 .................................................................158 5.4.2 OPC UA UND AUTOMATIONML - TECHNOLOGIEN FUER DIE PRAXIS.....................159 5.4.3 UMSETZUNG......................................................................................................... 161 5.5 AGILES SERVICE ENGINEERING UNTER BEACHTUNG VON PLATTFORMFAEHIGKEITEN .............. 163 (D R. T HOMAS U SLAENDER ) 5.5.1 MOTIVATION ......................................................................................................... 163 5.5.2 STAND DER TECHNIK............................................................................................ 164 SERVICE-ORIENTIERTE ANALYSE UND D ESIGN.........................................................164 5.5.3 STANDPUNKTE UND SICHTEN AUF EINE SYSTEMARCHITEKTUR ............................... 164 5.5.4 DIE SERVUS-METHODIK......................................................................................167 UEBERSICHT............................................................................................................ 167 ABLAUF BEI DER ERFASSUNG VON ANFORDERUNGEN.............................................169 SPONSORED C ONTENT .......................................................................................................... 175 DAS ZEITALTER VON PLUG-AND-PRODUCE IST GEKOMMEN...................................................................175 OPC UA OVER TSN (TIME-SENSITIVE NETWORKING) - STANDARD DER Z UKUNFT ............................. 181 ABKUERZUNGEN .........................................................................................................................187 LEBENSLAEUFE ............................................................................................................................ 191 LITERATURVERZEICHNIS .......................................................................................................... 197 QUELLENVERZEICHNIS DER BILDER ................................................................................. 203 STICHWORTVERZEICHNIS ...................................................................................................... 205
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Bestandesangaben von THWS Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
Signatur:	2000 ST 206 O54 S341
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