Praxishandbuch OPC UA: Grundlagen, Implementierung, Nachrüstung, Praxisbeispiele
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| Weitere Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Würzburg
Vogel Communications Group
2020
|
| Ausgabe: | 2., aktualisierte und überarbeitete Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 206 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
| ISBN: | 9783834334541 3834334545 |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT. 5
DIE HERAUSGEBERIN .. 6
1 KEINE INDUSTRIE 4.0 OHNE OPC UA 15
(STEFAN HOPPE)
1.1 OPC UA IST KEIN PROTOKOLL - SONDERN VIEL MEHR .. 15
1.2 MIGRATIONSSCHRITTE ZUR EINFUEHRUNG VON OPC
UA................................................. 16
1.3 DAS WAR S? DATEN- UND INTERFACE-STANDARDS FUER
BRANCHEN................................. 16
1.4 DIFFERENZIERUNG! ............... 17
1.5 AUSBLICK .............. 17
1.5.1 TREND: SOA UND PUBSUB ....... 17
1.5.2 TREND: SERVICE TO SERVICE... 18
1.5.3 TREND: OPC UA IM CHIP.. 18
1.5.4 ZUKUNFT: OPC UA VIA TSN
.......................................................................
18
1.5.5 CROSS-DOMAIN-HARMONISIERUNG......... 18
2 GRUNDLAGEN..
21
2.1 ARCHITEKTUREN IM EINSATZ .. 21
(DR. MIRIAM SCHLEIPEN)
2.1.1 FALL 1: 1 OPC UA SERVER JE
AESSET........................................................... 23
2.1.2 FALL 2: 1 EXTERNER SOFTWARE OPC UA SERVER FUER ALLE ASSETS.. 24
2.1.3 FALL 3: 1 EXTERNER MIDDLEWARE OPC UA SERVER / EXTERNES GATEWAY FUER
ALLE
ASSETS.................................................................................
24
2.1.4 FALL 4: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER, DER DIE
OPC
UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT.. 26
2.1.5 FALL 5: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER (IN ANDEREM
NETZ), DER DIE OPC UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT. 27
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.. 27
2.1.7 FALL 7: EXTERNER AGGREGIERENDER SOFTWARE OPC UA SERVER (IN
EXTERNEM
NETZ), DER DIE OPC UA SERVER DER EINZELNEN ASSETS AGGREGIERT
............ 28
2.2 OPC UA COMPANION SPECIFICATIONS. ... 29
(DR. MIRIAM SCHLEIPEN)
2.3 BEST PRACTICES OPC UA SECURITY.. 32
(DR. CHRISTIAN HAAS / DR. SOEREN FINSTER)
2.3.1 GRUNDLAGEN
IT-SICHERHEIT..........................................................................
32
2.3.2 SICHERHEITSMECHANISMEN IN OPC UA ....... 33
2.3.3 BEST PRACTICES UND BEKANNTE HERAUSFORDERUNGEN..... 35
MANAGEMENT DER VERTRAUENSBEZIEHUNGEN
.............................................. 35
SCHUTZ DES PRIVATEN SCHLUESSELS EINES DIGITALEN
ZERTIFIKATS....................... 37
2.4 PROFILE, KONFORMITAETSTEST, ZERTIFIZIERUNG
............................................................... 38
(REINHOLD DIX)
2.4.1 PROFILE ............. 38
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1193821568
10
INHALTSVERZEICHNIS
2.4.2 WERKZEUG ZUM KONFORMITAETSTEST (CTT - UNIFIED ARCHITECTURE
COMPLIANCE TEST TOOL)
.............................................................................
43
SERVERTEST.............. 44
CLIENTTEST.................. 44
2.4.3 ZERTIFIZIERUNG .. 45
2.4.4 AKTUELLER STAND, ERFAHRUNGEN, ERKENNTNISSE
............................................ 46
PROFILE ............... 46
CTT........................... 46
ZERTIFIZIERUNG
............................................................................................
48
2.5 OPC-UA-LNFORMATIONSMODELLE UND DEREN MODELLIERUNG
..................................... 49
(DR. MIRIAM SCHLEIPEN / ROBERT HENGEN)
2.5.1 KNOTEN .. 50
2.5.2 KNOTENTYPEN .. 51
2.5.3 TYPENDEFINITIONEN .. 52
2.5.4 REFERENZTYPEN. 53
2.5.5
BEISPIEL......................................................................................................
54
2.5.6
VORGEHENSWEISE........................................................................................
55
2.6 VORGEHENSMODELL ZUR EINFUEHRUNG VON OPC UA IN PRODUKTIONSANLAGEN
............ 57
(CHRISTOPH BERGER)
2.6.1 AUSGANGSSITUATION FUER PRODUZIERENDE UNTERNEHMEN
............................... 57
2.6.2 DEFINITION UNTERNEHMENSINTERNER RANDBEDINGUNGEN
............................... 58
INFORMATIONSSYSTEM........... 58
INFORMATIONSAUSTAUSCH.............. 59
DATENERFASSUNG
........................................................................................
60
2.6.3 EINFUEHRUNGSPROZESS
...................................................................................
61
PROJEKTTEAM ............ 61
AKTUELLER STATUS......... 61
ZIELSTELLUNG
...............................................................................................
62
BEWERTUNG................................................................................................
63
3 NACHRUESTOPTIONEN, PRODUKTE. 65
3.1 BEDEUTUNG UND KONZEPTE VON OPC UA FUER DIE STEUERUNGSEBENE
................... 65
(DR. HENNING MERSCH)
3.1.1 ECHTZEIT.. 66
3.1.2 PLCOPEN: MAPPING UND FUNKTIONSBAUSTEINE FUER DIE STEUERUNGSEBENE ..
67
3.1.3 OPC UA PUBLISHER-SUBSCRIBER FUER DIE STEUERUNGSEBENE... 68
3.1.4 UNTERSTUETZUNG VON DOMAENEN-SPEZIFISCHEN MODELLEN IN DER STEUERUNG
(UA NODESETS FUER COMPANION SPECIFICATIONS)... 69
3.1.5 DAS TWINCAT-KONZEPT DER SOA-PLC .. 71
3.1.6 OPC UA IN DER STEUERUNG - HEUTE UND MORGEN
................................... 72
3.2 OPC UA IN DER STEUERUNG - SIEMENS ... 73
(JAN BAJORAT / ROBERT WINTER)
3.2.1 SIEMENS UND OPC UA
.............................................................................
73
3.2.2 OPC UA UND PROFINET
...........................................................................
74
3.2.3 OPC UA IN DER SIMATIC S7-1500.. 74
UEBERSICHT DER FUNKTIONALITAET.... 75
METHODEN.................................................................................................
75
KONFIGURATION
...........................................................................................
77
INHALTSVERZEICHNIS
11
PERFORMANCE UND DETAILS ........... 78
SIOME (SIEMENS OPC UAE MODELING EDITOR)... 81
CLIENT........................................................................................................
83
3.2.4 WEITERE OPC-UA-LMPLEMENTIERUNGEN IN DER SIMATIC
............................ 83
SIMAETIC S7-1200 .... 84
SIMATIC NET OPC UA SERVER........ 84
SIMATIC CP 443-OPC UA....... 85
SIMA TIC WINCC ADVANCED & PROFESSIONAL.......... 85
TELECONTROL ...... 85
3.3 WIE ALTGERAETE UND NEUE APPLIKATIONEN UND SERVICES VON DEN VORZUEGEN
VON
OPC UA PROFITIEREN
.............................................................................................
85
(CHRIS MUENCH / JOHN TRAYNOR)
3.3.1 WAS FUER EINE UMFASSENDE OPC-UA-LMPLEMENTIERUNG SPRICHT
................. 86
3.3.2 ANSATZ 1: SCHNELLE MASSENMIGRATION
....................................................... 87
3.3.3 ANSATZ 2: LANGSAME MIGRATION MIT SUPPORT MEHRERER
LEGACY-PROTOKOLLE 87
3.3.4 ANSATZ 3: MIGRATION UEBER OPC UA GATEWAYS
........................................ 88
3.3.5 OPC UA FUER GERAETE OHNE SOFTWARESCHNITTSTELLE... 90
3.3.6 DER EINSATZ VON OPC UA AUCH JENSEITS DES INDUSTRIELLEN UMFELDES.
91
3.4 OPC UA IN EINGEBETTETEN SYSTEMEN....... 93
(CHRIS PAUL IATROU / PROF. DR. LEON URBAS)
3.4.1 KATEGORIEN EINGEBETTETER MIKRORECHENSYSTEME.. 95
3.4.2 EINSCHRAENKUNGEN EINGEBETTETER SYSTEME... 96
3.4.3 ANFORDERUNGEN AN OPC UA STACKS IN EINGEBETTETEN SYSTEMEN
............. 99
3.4.4 UMSETZUNGSSTRATEGIEN FUER EINGEBETTETE OPC UA STACKS...100
3.4.5 HIERARCHISCHE CODIERUNG
..........................................................................
101
3.4.6 TIMING-DETERMINISMUS UND SCHEDULING
.................................................... 101
3.4.7 ENTKOPPLUNG DER KOMMUNIKATIONSSCHNITTSTELLE .. 102
3.4.8 SPEICHERALLOKATION .. 102
3.4.9 ENTKOPPLUNG DER APPLIKATION VON OPC UA..... 103
3.4.10 VERARBEITUNG VON NACHRICHTEN.104
3.4.11 HINTERLEGUNG VON ADRESSRAUMINHALTEN... 105
3.4.12 METHODENAUFRUFE UND INTERRUPTS .. 107
4 IMPLEMENTIERUNGSHILFEN.109
4.1 ENTWICKLERBIBLIOTHEKEN UND TOOLS VON UNIFIED AUTOMATION
............................... 109
(UWE STEINKRAUSS)
4.1.1 OPEN SOURCE ODER KOMMERZIELL. 109
4.1.2
SPRACHE.....................................................................................................
110
4.1.3 BETRIEBSSYSTEM ... 111
4.1.4 OPC-UA-FUNKTIONALITAET..... 111
4.1.5 NUTZBARKEIT... 113
4.1.6 INTERFACE-DESIGN.......114
4.1.7 ERWEITERUNGEN . 115
4.1.8 PERFORMANCE UND RESSOURCEN .. 115
4.1.9 MIGRATION VON BESTANDSANLAGEN
............................................................... 116
4.1.10 TESTTOOL UND PERFORMANCEVERGLEICH .. 116
12
INHALTSVERZEICHNIS
4.2 ENTWICKLERBIBLIOTHEKEN UND TOOLS VON PROSYS OPC
............................................ 117
(JOUNI ARO / HEIIOCI TAHVANAINEN)
4.2.1 PROSYS OPC UA JAVA-SDK - ZERTIFIZIERTE MULTIPLATTFORM OPC
UA........... 118
ENTWICKLUNG MIT JAVA
...............................................................................
118
ALLGEMEINE FUNKTIONEN
............................................................................
118
ZERTIFIZIERTE
OPC-UA-KONFORMITAET.............................................................
119
FUNKTIONEN DES CLIENT SDK.. 119
FUNKTIONEN DES SERVER SDK ................. 122
CODEGENERATOR
.........................................................................................
124
4.2.2 KOSTENFREIE TEST-TOOLS.126
PROSYS OPC UA SIMULATION SERVER.126
PROSYS OPC UA CLIENT.127
PROSYS OPC UA CLIENT FUER ANDROID.127
4.2.3 PROSYS OPC UA HISTORIAN.128
UEBERBLICK UEBER DIE FUNKTIONEN DES HISTORIAN.129
AUSBLICK.130
4.2.4 PROSYS OPC UA MODBUS-SERVER.130
SICHERE DATENKOMMUNIKATION.131
NEUE INTEGRATIONSMOEGLICHKEITEN.132
ALLGEMEINE FUNKTIONEN.132
AUSBLICK.132
4.3 OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNGEN VON OPC UA AM BEISPIEL VON OPEN62541
... 133
(JULIUS PFROMMER)
4.3.1 VORTEILE VON OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNGEN.133
4.3.2 NACHTEILE EINER OPEN-SOURCE-IMPLEMENTIERUNG.135
4.3.3 ZIELE DES OPEN62541-PROJEKTES.136
5 ANWENDERBERICHTE.139
5.1 CANDY HOOVER USE CASE.139
(NADIA SCANDELU
I
MIRCO MASA)
5.1.1 PRODUKTIONSSZENARIO....... 140
5.1.2
QUALITAETSSZENARIO.......................................................................................
142
5.1.3 BESCHREIBUNG DER APPLIKATION... 142
5.1.4
OPC-UA-ARCHITEKTUR..................................................................................
144
5.1.5 DER EINSATZ VON OPC UA: NUTZEN UND BETRACHTUNGEN .. 145
5.2 VOITH - OPC UA AUS ANWENDERSICHT
................................................................. 146
(DANIEL PAGNOZZI)
5.2.1 EINLEITUNG.146
5.2.2 HERAUSFORDERUNG FUER DEN AUFBAU EINES INDUSTRIE-4.0-PROJEKTES IM
KONZERN .148
DIE VOITH COMPOSITES GMBH & CO. KG.148
DIE PROJEKTIDEE.148
DER STANDORT.. 149
DIE AUSWAHL DER PARTNER
.........................................................................
149
DIE PROJEKTMETHODE
.................................................................................
150
5.2.3 ANBINDUNG DER GEWERKE MITTELS OPC UA
.............................................. 150
AUSWAHL OPC UA ALS M2M-MASCHINENKOMMUNIKATIONSPROTOKOLL .......... 150
AUTOMATISIERUNGSKONZEPT MITTELS OPC UA
.............................................. 151
INHALTSVERZEICHNIS
13
STANDARDISIERUNG DER KONNEKTIVITAET.. 151
DATENMANAGEMENT UND SEMANTIK
........................................................... 153
5.3 OPC-UA-FUNKTIONALITAET FUER BESTEHENDE STEUERUNGEN VON FESTO MITTELS
FIRMWARE-UPDATE. 155
(MARTIN PLANK / DR. ANDREAS GRAF GATTERBURG)
5.3.1 MOTIVATION UND TECHNISCHE VORAUSSETZUNGEN.155
5.3.2 BEISPIEL ZUR EINRICHTUNG EINES OPC UA SERVERS DURCH EIN FIRMWARE-
UPDATE .. 156
VORBEREITENDE MASSNAHMEN
.....................................................................
157
FIRMWARE-UPDATE......................................................................................
158
NUTZEN VON OPC UA IN
CODESYS............................................................. 159
AUFBAU EINER VERBINDUNG UND TESTEN DES SERVERS....160
5.3.3 BEISPIEL DER KOMBINIERTEN MASCHINEN- UND ENERGIEDATENERFASSUNG
........ 162
5.4 PLUGANDWORK MIT OPC UA UND AUTOMATIONML... 164
(DR. OLAF SAUER / DR. MIRIAM SCHLEIFEN / DR. LJIUEANA STOJANOVIC)
5.4.1 PLUGANDWORK UND INDUSTRIE 4.0. 164
5.4.2 OPC UA UND AUTOMATIONML - TECHNOLOGIEN FUER DIE PRAXIS.. 165
5.4.3 UMSETZUNG...167
5.5 AGILES SERVICE ENGINEERING UNTER BEACHTUNG VON PLATTFORMFAEHIGKEITEN
..170
(DR. THOMAS USLAENDER)
5.5.1 MOTIVATION
................................................................................................
170
5.5.2 STAND DER TECHNIK
....................................................................................
171
SERVICE-ORIENTIERTE ANALYSE UND DESIGN .. 171
5.5.3 STANDPUNKTE UND SICHTEN AUF EINE
SYSTEMARCHITEKTUR............................ 171
5.5.4 DIE SERVUS-METHODIK .. 174
UEBERSICHT... 174
ABLAUF BEI DER ERFASSUNG VON ANFORDERUNGEN. 176
SPONSORED CONTENT
.181
MANAGEMENT-STATEMENT: OPC UA WIRD FESTER BAUSTEIN INNERHALB DER HIMA
SMART SAFETY PLATFORM .. 183
ABKUERZUNGEN.187
LEBENSLAEUFE
.191
LITERATURVERZEICHNIS
.197
QUELLENVERZEICHNIS DER BILDER
.203
STICHWORTVERZEICHNIS
.205
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| edition | 2., aktualisierte und überarbeitete Auflage |
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