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Technische Beschreibung
Die Realisierung eines OPC UA Servers in der Cloud ist sehr anwendungsspezifisch. Beckhoff stellt eine
allgemeine Architekturbeschreibung zur Verfügung, unabhängig von dem Anwendungsfall im Einzelnen. Als
Anwendungsbeispiel beschreibt dieser Artikel häufig ein Datenaggregationsszenario, bei dem Prozessdaten
von dezentralisierten Clients über OPC UA zu einem zentralen Server übertragen werden, auf welchem die
Daten in einer zentralen Datenbank angesammelt werden. Der Vorteil von OPC UA besteht in diesem Fall
nicht nur in der standardisierten Schnittstelle (und daher zur Nutzung dieses Konzepts für jede Art von
OPC UA Client), sondern auch in der Möglichkeit, den Kommunikationskanal zu sichern, indem der
integrierte Sicherheitsmechanismus von OPC UA eingesetzt wird.
Der TwinCAT OPC UA Server wird verwendet, um die in der IEC61131-3 SPS-definierten Methoden dem
OPC‑UA‑Namensraum offenzulegen. Diese Methoden können von jedem TwinCAT OPC UA Client (auf der
Grundlage der PLCopen‑Funktionsbausteine) oder von 3
Dezentralisierter OPC UA Client
Der Hauptzweck des OPC UA Clients besteht darin, Methoden auf dem Remote-Server aufzurufen. Der
Client ist mit großer Wahrscheinlichkeit ein TwinCAT-3-Embedded-Gerät, das den dezentralen Teil der
Anwendung erfüllt. Dies würde für das Datenaggregations-Beispiel bedeuten, Prozessdaten abzufragen und
sie durch Aufruf einer Methode an den Server zu senden.
Schnittstellenbeschreibung (zur Cloud)
Als Schnittstelle zu einem zentralisierten Cloud-System gibt es nur zwei vom Server bereitgestellte
Methoden:
• int Send(data): Diese Methode überträgt die Daten über einen OPC-UA-Methodenaufruf vor und gibt
eine JobID zurück
• int QueryState(jobID): Unter Verwendung der zuvor abgerufenen JobID kann der Client zyklisch den
aktuellen Status des Jobs abfragen. Dies könnte ausgelassen werden, wenn der Server in der Cloud
alle Situationen bearbeiten kann oder der Client bei Problemen ohnehin nicht aushelfen kann.
Die Kommunikation zwischen Clients und der Cloud kann durch die eingebauten Sicherheitskonzepte von
OPC UA gesichert werden, z. B. durch die Verwendung von Client- und Server-Zertifikaten zur
Verschlüsselung der Datenkommunikation.
Die Cloud
Der OPC UA Server in der Cloud basiert auf TwinCAT-3-SPS-Methoden, die dem OPC‑UA‑Namensraum
offengelegt werden. Das SPS-Projekt enthält die folgenden drei Komponenten:
• MethodCall Provider: Diese Komponente bietet die zuvor erwähnte Send-Methode, bei der Daten
gesammelt, eine JobID erstellt und die Daten als verschiedene Jobs in die Queue eingestellt werden.
Darüber hinaus könnte es eine QueryState-Methode geben, um es OPC UA Clients zu ermöglichen,
den aktuellen Jobstatus abzufragen.
• Queue: Die Warteschlange speichert eine Liste der Jobs, die ausgeführt werden sollen. Jeder Job in
der Warteschlange enthält die folgenden Informationen: {ID, Status, Data}. Neue Elemente (Jobs)
werden durch den MethodCall Provider hinzugefügt und können durch diesen auch gelöscht werden.
Die gesamte Warteschlange kann innerhalb des SPS-Programms auf einer Hash-Tabelle basieren.
• Aggregator: Die Anwendung, die die Jobs verarbeitet. Sie schaut zyklisch in der Queue, ob es zu
bearbeitende Jobs gibt. Wenn dies der Fall ist, übernimmt sie den Job (stellt den Status auf
„verarbeitet") und beginnt mit der Verarbeitung des Jobs, z. B. der Verbindung zu einer Datenbank
über die Funktionsbausteine des TwinCAT Database Server. Beachten Sie, dass es mehr als einen
Aggregator geben kann, um eine parallele Verarbeitung der Queue zu ermöglichen.
TS6100
rd
-Party OPC UA Clients aufgerufen werden.
Version: 1.8
Übersicht
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