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Kommunikationsstandards OPC UA und DDS

Auf dem Weg zur Interoperabilität

5. Juli 2016, 19:32 Uhr | Andreas Knoll

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Die Standards OPC UA und DDS

OPC UA ist eine Kommunikationsarchitektur zur Plattform-unabhängigen, sicheren, zuverlässigen und semantischen Interoperabilität zwischen Sensoren, Feldgeräten, Steuergeräten und Anwendungen auf Shopfloor-Ebene in Echtzeit sowie zwischen Shopfloor und der Enterprise-IT-Cloud. OPC UA ermöglicht »Plug-and-Produce«-Szenarien auf SoA-Basis (Service-oriented Architecture). Die Information über das System, seine Konfiguration und Topologie sowie seinen Data Context (Metadaten) werden in einem gemeinsamen »Adress Space« der jeweiligen OPC-UA-Server dargestellt. Diese Daten sind von autorisierten OPC-UA-Clients abrufbar, die aus den verfügbaren Daten auswählen können, worauf sie zugreifen. Neu entwickelte Netzwerktechnik lässt sich nahtlos mit OPC UA verbinden. Client/Server-, Publisher/Subscriber- und Cloud-Protokolle sind in OPC UA integriert.

DDS bietet ein umfassendes Connectivity-Framework, also den standorttransparenten, interoperablen, sicheren und plattformunabhängigen Datenaustausch in Echtzeit über jede Art von Netzwerk. Bei DDS können Anwendungen Benutzerdaten definieren und austauschen mit gesteuerten QoS-Merkmalen (Quality of Service) wie Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit. DDS versteckt Netzwerktopologie und Verbindungsdetails vor der Anwendung und bietet eine Data-Sharing-Abstraktion, die vom lokalen Netzwerk (LAN) bis zu Fog- und Cloud-Computing reicht. Es unterstützt verzweigte Netzwerke und Latenzzeiten im Sub-Millisekunden-Bereich. DDS definiert ein »gemeinsames Daten-zentrisches Informationsmodell«, so dass Anwendungen per Plug-and-Play mit wenig oder ohne Konfiguration laufen. Zugunsten einer einfacheren Redundanz und Interoperabilität wird den Details der Systemkonfiguration weniger Gewicht beigemessen.

»Aktuell gibt es kaum Überschneidungen zwischen OPC UA und DDS in Anwendungen«, führt Schneider aus. »Auch wenn die beiden Standards im gleichen Markt zum Einsatz kommen, etwa Energie, unterscheiden sich die Anwendungsfälle ziemlich.« OPC UA ermöglicht die Client-Server-Interaktion zwischen Komponenten wie etwa Geräten oder Applikationen. DDS ist ein datenzentrischer »Bus« zur Integration und Peer-to-Peer Datenverteilung. »Weil die Zielanwendungen und Ansätze für OPC UA und DDS unterschiedlich sind, passen die meisten Applikationen besser zum einen oder anderen Standard«, sagt Schneider.