Wie Funktionieren Opc Ua Companion Specifications

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Wie funktionieren OPC UA Companion Specifications ACPLT Sommerkolloquium 2015 Julius Pfrommer © Fraunhofer IOSB 1 Agenda Drei Sichten auf OPC UA  Ein Netz aus Knoten  Ein objektorientiertes Informationsmodell  Eine Menge Services … jeweils mit Beispielen aus der MTConnect Companion Specification. © Fraunhofer IOSB 2 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 © Fraunhofer IOSB 3 OPC UA definiert … EIN NETZ AUS KNOTEN © Fraunhofer IOSB 4 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 © Fraunhofer IOSB 5 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 © Fraunhofer IOSB 6 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 © Fraunhofer IOSB 7 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 © Fraunhofer IOSB 8 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 © Fraunhofer IOSB 9 Beispiel aus MTConnect: VariablenTypen MTSampleDataItemType ElectricalEnergyType ( Verbrauch in Watt) © Fraunhofer IOSB 10 DatenTypen 8 Arten von Knoten  25 Builtin Types (Int32, String, NodeId, …)  Enumerations  Komplexe Datentypen (Strukturen)  In Namespace 0  Nutzerdefiniert © Fraunhofer IOSB 11 DatenTypen XML-Snippets mit standardisiertem Schema Structure Float © Fraunhofer IOSB 12 Beispiel aus MTConnect: DatenTypen BufferSizeDataType DecibelValueDataType DirectionTypeEnum © Fraunhofer IOSB 13 OPC UA definiert … EIN OBJEKTORIENTIERTES INFORMATIONSMODELL © Fraunhofer IOSB 14 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 © Fraunhofer IOSB 15 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 © Fraunhofer IOSB 16 Beispiele aus MTConnect (ObjectTypes) MTDeviceType MTAxesType © Fraunhofer IOSB 17 OPC UA definiert … EINE MENGE SERVICES © Fraunhofer IOSB 18 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) © Fraunhofer IOSB 19 © Fraunhofer IOSB 20 Danke fürs Zuhören Fragen dürfen gerne gestellt werden Julius Pfrommer, Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) Fraunhofer IOSB [email protected] www.mes.fraunhofer.de www.klkblog.de Tel.: +49-721-6091-286 Fax: +49-721-6091-413 © Fraunhofer IOSB 21 Übersicht aller Knoten-Attribute © Fraunhofer IOSB 22