{"id":3648,"date":"2023-02-02T10:06:19","date_gmt":"2023-02-02T09:06:19","guid":{"rendered":"https:\/\/koenig-pa.de\/de\/?p=3648"},"modified":"2023-02-28T13:25:24","modified_gmt":"2023-02-28T12:25:24","slug":"opc-ua-publish-subscribe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/koenig-pa.de\/de\/opc-ua-publish-subscribe\/","title":{"rendered":"OPC UA Publish-Subscribe"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text]OPC UA unterscheidet sich von Technologien wie dem Ethernet-basierten Time-Sensitive Networking (TSN), indem der Schwerpunkt auf Informationen und nicht auf Daten liegt. TSN unterst\u00fctzt die Umsetzung von Industrie 4.0, indem es Regeln f\u00fcr die effektive Kommunikation zwischen Knoten der Betriebstechnik (OT) und der Informationstechnologie (IT) festlegt. Im Gegensatz dazu strukturiert und transformiert OPC UA Daten in Informationen. Wesentliche Funktionen von OPC UA sind die Erkennung von Servern, der Zugriff auf Serverdaten, die Benachrichtigung \u00fcber Ereignisse und die Ausf\u00fchrung von Methoden. Diese Technologie ist umfassend und konfigurierbar und bietet einen Rahmen f\u00fcr die Definition von Datenstrukturen, ohne einen bestimmten Satz von Datenstrukturen vorzuschreiben. Dar\u00fcber hinaus bietet OPC UA ein Sicherheitssystem f\u00fcr die Authentifizierung, Autorisierung und Verschl\u00fcsselung von Daten.<\/p>\n

Das Publish-Subscribe (Pub\/Sub)-Modell wurde als Alternative zum traditionellen Client-Server-Modell mit seinem Request-Response-Ansatz eingef\u00fchrt. Das Pub\/Sub-Modell wird von KPA Automation softPLC<\/a> unterst\u00fctzt. Im Rahmen dieses Modells k\u00f6nnen die Herausgeber die Daten entweder an einen Datenbroker senden, der sie anschlie\u00dfend an alle eingetragenen Clients verteilt, oder nur ein Unicast\/Multicast-Paket senden, w\u00e4hrend die Abonnenten an ihrer lokalen Adresse (Unicast) oder an einer vordefinierten Multicast-Adresse empfangen. Die Daten selbst k\u00f6nnen sowohl im Bin\u00e4rformat als auch in JSON vorliegen, was die Anwendung in webbasierten L\u00f6sungen vereinfacht.<\/p>\n

Im Gegensatz zum Client-Server-Modell entkoppelt dieser Ansatz die Datenquellen und -konsumenten, wodurch das System in eine ereignisgesteuerte Struktur umgewandelt wird. Das Pub\/Sub-System vereinfacht die Kommunikation im Vergleich zum Client-Server-Modell, indem es redundante Abfragen vermeidet und Daten bei einer \u00c4nderung automatisch \u00fcbertr\u00e4gt. Multicast verbessert dieses System noch weiter, indem es Pub\/Sub erm\u00f6glicht, ohne dass ein separater Broker zum Netz hinzugef\u00fcgt werden muss. Dar\u00fcber hinaus erh\u00f6ht die Verschachtelung von Datens\u00e4tzen die Effizienz des Netzes.<\/p>\n

Der Vorteil der Verwendung eines hochentwickelten Frameworks wie OPC UA besteht in der einfacheren Bedienung von Softwareprogrammen auf speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), Human-Machine-Interface-Systemen (HMI<\/a>) und IT-Systemen wie Enterprise Resource Planning (ERP) Systemen.<\/p>\n

Multicast erm\u00f6glicht die zeitgleiche \u00dcbertragung von Netzwerkpaketen an mehrere Hosts und kann sowohl \u00fcber IP als auch \u00fcber Ethernet betrieben werden. OPC UA kann verwendet werden, um Nachrichten \u00fcber UDP auf IP abzubilden oder IP zu umgehen und sie direkt auf Ethernet abzubilden. Der Vorteil von Multicast gegen\u00fcber dem klassischen Pub\/Sub-Modell besteht darin, dass kein Broker mehr ben\u00f6tigt wird. Alles wird \u00fcber die Multicast-Gruppe abgewickelt. Alle Daten, die von der Quelle \u00fcbertragen werden, werden automatisch an alle Teilnehmer der jeweiligen Gruppe gesendet.<\/p>\n

Au\u00dferdem hat das OPC UA Format f\u00fcr Pub\/Sub Nachrichten verschachtelte Schichten. Eine OPC-UA-Netznachricht enth\u00e4lt zahlreiche Datens\u00e4tze, von denen jeder aus einer Vielzahl von Feldern zusammengesetzt ist. Auf diese Weise kann z. B. ein Industrie-PC, der f\u00fcr mehrere SPS zust\u00e4ndig ist, die Datens\u00e4tze f\u00fcr jede SPS in einer einzigen Netzwerknachricht zusammenfassen und so den Netzwerkverkehr verringern.<\/p>\n

Nachfolgend sind einige m\u00f6gliche Anwendungen f\u00fcr Pub\/Sub aufgef\u00fchrt:<\/p>\n

    \n
  1. Konfigurierbare Peer-to-Peer-Kommunikation zwischen Steuerungen sowie zwischen Steuerungen und HMIs, ohne dass eine der beiden Parteien von der Existenz der anderen Kenntnis haben muss. Dieser Datenaustausch erfolgt h\u00e4ufig auf einer festgelegten Zeitachse und k\u00f6nnte eine Einwegverbindung oder ein Broadcast an mehrere Empf\u00e4nger sein.<\/li>\n
  2. Asynchrone Arbeitsabl\u00e4ufe, bei denen z. B. ein Auftragsbearbeitungsprogramm einen Auftrag in eine Nachrichtenwarteschlange oder einen Enterprise Service Bus stellen kann, der anschlie\u00dfend von einem oder mehreren Arbeitskr\u00e4ften verwaltet werden kann.<\/li>\n
  3. Die M\u00f6glichkeit einer Protokollierung an mehrere Systeme, z. B. k\u00f6nnen Sensoren oder Aktoren Protokolle an ein \u00dcberwachungssystem, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, eine Archivdatenbank f\u00fcr zuk\u00fcnftige Abfragen usw. senden.<\/li>\n
  4. OPC UA Server, welche Dienste oder Ger\u00e4te repr\u00e4sentieren, k\u00f6nnen auch Daten zu in der Cloud gehosteten Anwendungen streamen. Dies kann Backend-Server, Big-Data-Analysen zur Optimierung des Systems und Predictive Maintenance umfassen.<\/li>\n<\/ol>\n

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    Wesentliche Funktionen von OPC UA sind die Erkennung von Servern, der Zugriff auf Serverdaten, die Benachrichtigung \u00fcber Ereignisse und die Ausf\u00fchrung von Methoden. Diese Technologie ist umfassend und konfigurierbar und bietet einen Rahmen f\u00fcr die Definition von Datenstrukturen, ohne einen bestimmten Satz von Datenstrukturen vorzuschreiben.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2502],"tags":[],"class_list":["post-3648","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-artikel"],"yoast_head":"\nOPC UA Publish-Subscribe - koenig-pa GmbH<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Wesentliche Funktionen von OPC UA sind die Erkennung von Servern, der Zugriff auf Serverdaten, die Benachrichtigung \u00fcber Ereignisse und die Ausf\u00fchrung von Methoden. 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