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22 smart factory 2020 ● www computerautomation de industrie 4 0 pactware Übertragung der Messwerte eines IO-LinkDistanzmessers nach Azure IoT Central Periodisch werden die Messwerte über den OPC-UAServer ausgelesen und als Telemetriedaten an die Cloud-Lösung Azure IoT Central übertragen Darin zeigen Schaubilder deren zeitliche Entwicklung Jonas Jelli arbeitet als Software Architect bei Wetcon in Senden bei Neu-Ulm orientierten Programmierung Dabei gibt es generischere Informationsmodelle wie etwa das Informationsmodell für Geräte OPC UA Device Integration Model Dieses definiert wie die Informationen eines Geräts auf OPC-UA-Objekte -Methoden und -Variablen abgebildet werden unabhängig von seinen zugrundeliegenden Protokollen Darüber hinaus erlaubt es angebundenen Clients Geräte zu konfigurieren zu operieren oder Fehler zu beheben ohne Wissen über die Geräte-Interna besitzen zu müssen Das OPC UA Device Integration Model fungiert zudem als Basis für weitere spezialisiertere Informationsmodelle wie beispielsweise OPC UA for Analyzer Devices ADI oder Field Device Integration FDI Speziell für FITS wurde in einer Kooperation zwischen der FDT Group und der OPC Foundation das sogenannte OPC UA Information Model for FDT Technology entwickelt das DTM-Informationen nach OPC UA abbildet Hierbei wurden verschiedene einfache Use Cases ausgewählt und berücksichtigt die sich kombinieren lassen und so auch komplexere Anwendungsfälle erlauben Pactware avanciert zum OPC-UA-Server Als FDT-Rahmenanwendung beinhaltet Pactware ebenso wie FITS eine FDT-Server-Komponente über die die GeräteDTMs angesprochen werden Zudem stellt Pactware ein Plugin-System zur Verfügung mit dem sich seine Funktion fast beliebig erweitern lässt Damit wird ein Einstiegspunkt für einen OPC-UA-Server greifbar Doch wie sieht die Entwicklung eines OPC-UA-Plugins für Pactware im Detail aus? Die Geräteparameter lassen sich über verschiedene FDT-Schnittstellen auslesen oder modifizieren die von den GeräteDTMs bereitgestellt werden Dies wären beispielsweise • IDtmSingleDeviceDataAccess zum Auslesen und Schreiben von Online-Geräteparametern • IDtmSingleInstanceDataAccess zum Auslesen und Schreiben von OfflineGeräteparametern • IDtmParameter als Ergänzung für die Offline-Geräteparameter • IDtmOnlineParameter für Upload und Download von Geräteparametern Das Pactware-Plugin kann diese FDTSchnittstellen ansprechen und die Geräteparameter sowie weitere Daten und Funktionalitäten in einem eigenen OPC-UAAdressraum auf dem OPC-UA-Server bereitstellen Als Auslöser für das Einlesen und Bereitstellen der Daten eines Feldgeräts ist es möglich sich innerhalb des Plugins auf bestimmte Pactware-Ereignisse zu registrieren beispielsweise wenn ein Projekt geöffnet oder wenn ein neues DTM hinzugefügt wird Im letzteren Fall werden die Daten und Geräteparameter der geladenen DTMs ausgelesen und als Objekte im OPC-UA-Server hinzugefügt Dabei sind die Geräte-Objekte gemäß Device Integration Model einem DeviceSetKnoten untergeordnet und stellen jeweils weitere Subtypen und Variablen bereit die Geräteparameter befinden sich als Variablen unter einem ParameterSet-Knoten Der eigentliche Wert eines Geräteparameters wird dann zu dem Zeitpunkt über die entsprechende DTM-Schnittstelle ausgelesen an dem ein OPC-UA-Client diesen anfordert Die OPC Foundation bietet einen offiziellen quelloffenen NET-Stack an der Referenz-Implementierungen von OPCUA-Clientsund -Servern sowie diverse Beispiel-Anwendungen beinhaltet Damit lassen sich OPC-UA-Clients und -Server entwickeln Eine darauf aufsetzende und bereits verfügbare Open-Source-Implementierung eines solchen Pactware-Plugins die zudem das bereits angesprochene OPC UA Device Integration Model umsetzt findet sich auf https github com wetcon Anbindung an Microsoft IoT Central Ein OPC-UA-Client kann nun den Prozesswert eines Feldgerätes in regelmäßigen Zeitabständen auslesen und beispielsweise nach Azure IoT Central übertragen IoT Central ist eine IoT-SaaS Software as a Service -Lösung mit Fokus auf einfacher Bedienung Sicherheit und Skalierbarkeit die keine Cloud-Kenntnisse erfordert Geräte sowie deren Prozesswerte und Eigenschaften lassen sich über eine webbasierte Bedienoberfläche anlegen Für die Übertragung der realen Geräteparameter nach IoT Central können verschiedene Protokolle verwendet werden unter anderem MQTT oder HTTP Microsoft stellt zu diesem Zweck SDKs für verschiedene Programmiersprachen zur Verfügung Schrittfür-Schritt-Anleitungen sowie Quelltexte von Konsolen-Anwendungen die Feldgeräte-Parameter nach Azure IoT oder nach AWS IoT übertragen sind in der OpenSource-Implementierung inbegriffen Alternativ lassen sich mit Pactware über ein weiteres Plugin auch ohne OPC-UAServer Geräteparameter direkt in die Cloud übertragen Das Produkt fielddevice cloud geht genau diesen Weg Im Vergleich zu IoT Central ist dort kein explizites Anlegen von Geräte-Informationen notwendig zudem sind dort die Möglichkeiten der Visualisierung der Gerätedaten durch benutzerspezifische Microsoft Power BI Reports vielfältiger ik