Wie funktionieren OPC UA Companion Specifications

Wie funktionieren OPC UA Companion
Specifications
ACPLT Sommerkolloquium 2015
Julius Pfrommer
© Fraunhofer IOSB
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Agenda
Drei Sichten auf OPC UA
 Ein Netz aus Knoten
 Ein objektorientiertes Informationsmodell
 Eine Menge Services
… jeweils mit Beispielen aus der MTConnect Companion
Specification.
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OPC UA und seine Companion Specifications
OPC UA Spec
Teile
1.
Concepts (~30p)
8. Data Access (~29p)
2. Security Model (~35p)
9. Alarms and Conditions (~93p)
3. Address Space Model (~123p)
10. Programs (~50p)
4. Services (~197p)
11. Historical Access (~49p)
5. Information Model (~126p)
12. Discovery (~53p)
6. Mappings (~87p)
13. Aggregates (~89p)
7. Profiles (~98p)
OPC UA Companion Specifications

ISA-95, PLCOpen, AutoId, AutomationML, MTConnect, …

Der Standard definiert den Namespace 0

Companion Specs und nutzerdefinierte Namespaces sind über eine
eindeutige URI gekennzeichnet
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OPC UA definiert …
EIN NETZ AUS KNOTEN
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Ontologien und Triple-Stores
Entitäten und ihre Relationen sind als Triple gespeichert:
(Subjekt, Relation, Objekt)
Beispiel 1:
Beispiel 2:

(Bob, hasChild, Alice)
 (Fruit, subClassOf, Food)

(Bob, hasChild, Carol)
 (Banana, isA, Fruit)

(Alice, likes, Chocolate)
 (Banana, hasColor, Yellow)

(Alice, hasAge, 8)
 Welche Lebensmittel sind gelb?
 Welche Kinder von Bob mögen
Schokolade?
Aber: Inferenz unterstützt keine numerischen Berechnungen
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Knoten und Referenzen in OPC UA
8 Arten von Knoten
1. Ein OPC UA Informationsmodell ist ein Netz aus Knoten und
Referenzen zwischen den Knoten
(Quelle, ReferenzTyp, Ziel)
2. Knoten enthalten Standard-Attribute
 Identifier
 NodeClass (1-8)
 BrowseName
 …
3. … und spezielle Attribute je Knotenart
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Referenz-Typen in OPC UA

Die Referenzen zwischen den Knoten sind typisiert

Hierarchische Referenzen dürfen keine Zyklen bilden
 Jeder Knoten hat eine hierach. Referenz zu einem Elternknoten
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Beispiel aus MTConnect: Referenztypen
v2
v1
ComputeAverage
r1
 ComputedBy

The ComputedBy reference is a Subtype of NonHierarchicalReferences

This reference is used to indicate that the value of the given variable is
calculated using the targeted AggregateFunctionType
 SourceOf

The SourceOf reference is a Subtype of NonHierarchicalReferences.

This reference is used to indicate the actual source associated with the value
of the item being reported
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Variablen und VariablenTypen
8 Arten von Knoten
 Zusätzliche Attribute von Variablen- und VariablenTyp-Knoten
 DataType
 Value
 ValueRank (Skalar, Array, egal)
 ArrayDimensions
 …
 Variablen zeigen mit einer HasTypeDefinition-Referenz auf den
Variablentyp
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Beispiel aus MTConnect: VariablenTypen
MTSampleDataItemType
ElectricalEnergyType ( Verbrauch in Watt)
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DatenTypen
8 Arten von Knoten

25 Builtin Types (Int32, String, NodeId, …)

Enumerations

Komplexe Datentypen (Strukturen)
 In Namespace 0
 Nutzerdefiniert
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DatenTypen
XML-Snippets mit standardisiertem Schema
Structure
Float
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Beispiel aus MTConnect: DatenTypen
BufferSizeDataType
DecibelValueDataType
DirectionTypeEnum
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OPC UA definiert …
EIN OBJEKTORIENTIERTES
INFORMATIONSMODELL
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Methoden
8 Arten von Knoten

Einfache Remote Procedure Calls

Method-Knoten hat Kind-Variablen namens “InputArguments” und
“OutputArguments”

Mehrere Knoten können mit einer hasComponent Referenz auf denselben
MethodNode zeigen

Die ID des aufrufenden Knotens wird neben den Argumenten übergeben
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Objekte und Objekttypen
8 Arten von Knoten

Objekttypen definieren Komponenten (Mandatory, Optional)
 Variablen, Methoden
 Merkmale (hasProperty) und Komponenten (hasComponent)

Objekttypen sind “Kopiervorlagen” für die Instanziierung

Mehrfachvererbung ist prinzipiell möglich, aber unterspezifiziert
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Beispiele aus MTConnect (ObjectTypes)
MTDeviceType
MTAxesType
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OPC UA definiert …
EINE MENGE SERVICES
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OPC UA Services
 Jeder Service-Aufruf ist eine Nachricht (Request/Response)
 Wird vom Client ausgelöst (nicht Peer2Peer)
 Nachrichten werden asynchron ausgetauscht
 Es können vom Client mehrere Nachrichten verschickt werden ohne auf
eine Antwort zu warten
 Der Server kann eingegangene Nachrichten in beliebiger Reihenfolge und
mit beliebiger Verzögerung beantworten
 Subscriptions folgen auch dem Request/Response Prinzip
 Der Server “hortet” Requests und sendet eine Response, sobald ein
Ereignis eintritt (oder ein Interval abläuft)
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Danke fürs Zuhören
Fragen dürfen gerne gestellt werden
Julius Pfrommer,
Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT)
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[email protected]
www.mes.fraunhofer.de
www.klkblog.de
Tel.: +49-721-6091-286
Fax: +49-721-6091-413
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Übersicht aller Knoten-Attribute
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