Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet OPC UA und wofür wird der Standard verwendet?
OPC UA steht für Open Platform Communications Unified Architecture und ist ein offener, herstellerunabhängiger Kommunikationsstandard, der in der Normenreihe IEC 62541 festgelegt ist und von der OPC Foundation gepflegt wird. Er regelt den Datenaustausch zwischen Maschinen, Steuerungen und übergeordneter Software und beschreibt dabei nicht nur, wie Daten übertragen werden, sondern über ein objektorientiertes Informationsmodell auch, was sie bedeuten. Dadurch lassen sich Produktionsdaten semantisch eindeutig bis in betriebswirtschaftliche Systeme transportieren, weshalb OPC UA als Basistechnologie für Industrie 4.0 gilt. Im ERP-Umfeld dient der Standard typischerweise als Schnittstelle zwischen Fertigung und Auftrags-, Lager- sowie Kalkulationsdaten.
Ersetzt OPC UA ältere OPC-Varianten?
Ja, OPC UA löst das klassische OPC (mit den Profilen DA, A&E und HDA) zunehmend ab. Der wesentliche Grund ist, dass die alte Classic-Technik auf Microsofts COM/DCOM unter Windows aufsetzte, während OPC UA plattformunabhängig auf eingebetteten Steuerungen, Servern sowie in Linux-, Windows- und Cloud-Umgebungen läuft. Hinzu kommen ein integriertes Sicherheitskonzept und das semantische Informationsmodell, das Classic OPC nicht bietet. In der Praxis bleiben klassische OPC-Installationen im Bestand teils noch in Betrieb, neue Projekte werden jedoch in aller Regel auf OPC UA ausgelegt.
Wie aufwendig ist eine OPC-UA-Integration in ein ERP-System?
Der Aufwand hängt vor allem davon ab, ob die Maschinen bereits einen OPC-UA-Server bereitstellen und welche Daten tatsächlich im ERP benötigt werden. Bei modernen Steuerungen mit nativem OPC-UA-Server ist die Anbindung eines Maschinentyps meist überschaubar, bei älteren Maschinen muss häufig ein Gateway oder ein OPC-UA-Wrapper vorgeschaltet werden. In vielen Architekturen wird OPC UA nicht direkt mit dem ERP, sondern über eine Middleware oder Integrationsplattform verbunden, die die Daten verdichtet und etwa per REST-API weiterreicht. Entscheidend für Datenqualität und Wartbarkeit ist eine saubere Modellierung, also die Festlegung, welche OPC-UA-Knoten auf welche ERP-Felder abgebildet werden.
Wie sicher ist OPC UA und wie wird die Kommunikation verschlüsselt?
OPC UA hat Sicherheit fest in der Spezifikation verankert und stellt Mechanismen für Authentifizierung, Verschlüsselung und Signatur über X.509-Zertifikate bereit. Der Standard kennt drei Sicherheitsmodi: None ohne jeden Schutz, Sign nur mit Signatur zur Integritätssicherung sowie SignAndEncrypt mit zusätzlicher Verschlüsselung der Nutzdaten. Als gute Praxis gilt, in produktiven Umgebungen mindestens SignAndEncrypt mit einer Policy wie Basic256Sha256 zu verwenden und den unsicheren None-Modus zu deaktivieren. Da viele Server den nativen opc.tcp-Dienst standardmäßig auf TCP-Port 4840 anbieten, sollte dieser zudem über Firewall-Regeln auf ein dediziertes Produktionsnetz beschränkt und nicht ungeschützt ins Internet exponiert werden.
Was ist der Unterschied zwischen OPC UA und MQTT?
OPC UA und MQTT verfolgen unterschiedliche Ansätze und werden in der Praxis oft kombiniert statt gegeneinander ausgespielt. MQTT ist ein schlankes Publish-Subscribe-Protokoll, das Nachrichten effizient über einen Broker verteilt, aber selbst nicht definiert, was die übertragenen Daten bedeuten. OPC UA bringt dagegen ein umfangreiches, semantisches Informationsmodell mit und beschreibt Maschinen, Geräte und Werte standardisiert, weshalb seine Spezifikation über alle Teile hinweg weit über tausend Seiten umfasst. In typischen Industrie-4.0-Architekturen wird OPC UA häufig für die standardisierte Maschinenkommunikation eingesetzt, während MQTT für die effiziente Anbindung an Cloud-Plattformen genutzt wird; OPC UA unterstützt mit PubSub zudem ein eigenes ereignisgesteuertes Muster, das unter anderem MQTT als Transport nutzen kann.
Was sind OPC-UA-Companion-Specifications?
Companion Specifications sind ergänzende, von Branchen- und Verbandsgremien entwickelte Informationsmodelle, die für bestimmte Geräte- oder Maschinentypen einheitliche Datenstrukturen über dem OPC-UA-Kern festlegen. Sie sorgen dafür, dass etwa Werkzeugmaschinen, Roboter oder Spritzgießmaschinen unterschiedlicher Hersteller die gleichen Begriffe und Strukturen verwenden und so leichter austauschbar angebunden werden können. Bekannte Beispiele sind die vom VDW vorangetriebene umati-Initiative für Werkzeugmaschinen und die EUROMAP-Spezifikationen für die Kunststoffverarbeitung, die unter dem Dach der OPC Foundation veröffentlicht sind. Mit mittlerweile mehreren Dutzend veröffentlichten Companion Specifications und zahlreichen weiteren in Entwicklung ermöglicht OPC UA über die reine Datenübertragung hinaus eine breite, branchenübergreifende Interoperabilität.