Installationsvarianten

Im Folgenden werden zwei Installationsvarianten erläutert, gemäß derer der TwinCAT OPC UA Server je nach Anwendungsfall und Infrastruktur installiert werden kann.

Server direkt in die Steuerung integriert

Dieses Szenario beschreibt, wie der TwinCAT OPC UA Server üblicherweise betrieben werden sollte. Einer der größten Vorteile dieser Software besteht darin, dass sie selbst in die kleinste Embedded-Plattform, z. B. die CX8000-Baureihe, integriert werden kann. Dank dieser Integration ist das allgemeine Handling sehr einfach und komfortabel. OPC UA Clients, z. B. HMI-oder MES/ERP-Systeme, können eine Verbindung mit den entsprechenden TwinCAT OPC UA Servern im Netzwerk herstellen und aus der TwinCAT-Laufzeit stammende Symbolinformationen lesen und schreiben.

Dieses Szenario hat folgende Vorteile:

• Eine optimierte Netzwerkauslastung, da auf OPC UA Mechanismen, wie Subscriptions („OnDataChange Kommunikation“), aufgebaut werden kann.
• Eine dezentralisierte Speichernutzung. Jedes TwinCAT OPC UA Server Gerät ist ausschließlich für den eigenen Speicherbedarf zuständig, da nur die „eigene“ SPS-Symbolik im Adressraum des Servers bereitgestellt werden muss.
• Eine sichere Kommunikation bis in die Steuerung. OPC UA verfügt über direkt in das Protokoll integrierte Sicherheitsmechanismen. In der Firewall der Steuerung wird nur der OPC UA Server Port freigegeben, worüber dann die sichere Kommunikation erfolgt. Im Fall der Reverse Connect-Funktionalität entfällt das Öffnen des (eingehenden) Firewall Ports sogar.

Betrieb des Servers auf einem Gateway-PC

Dieses Szenario beschreibt die Verwendung des TwinCAT OPC UA Servers auf einem Gateway-PC. Dieser Anwendungsfall kommt häufig in Brownfield-Szenarien zum Einsatz, bei denen existierende Steuerungssysteme eine OPC UA Schnittstelle erhalten sollen. Der TwinCAT OPC UA Server wird in diesem Fall auf einem Gateway-PC (oftmals auch als „Edge-PC“ bezeichnet) installiert und bindet eine oder mehrere unterlagerte TwinCAT-SPS-Steuerungen an. Die Kommunikation zwischen Server und SPS erfolgt dann über TwinCAT-ADS.

Aus monetärer Sicht ist dieses Szenario sehr attraktiv, denn es muss nur eine TwinCAT OPC UA Server Softwarelizenz erworben werden. Dieses Szenario weist jedoch im Vergleich zu einer Integration des Servers in die Steuerung auch einige technische Nachteile auf:

• Die Netzwerknutzung kann abhängig von der Anzahl vorhandener Geräte und Symbole sehr hoch sein. Der TwinCAT OPC UA Server verwendet ein zyklisches ADS-Sampling, um die Symbolwerte schnell und effizient aus der TwinCAT-Laufzeit abzufragen und muss dabei auch gleichzeitig in der Lage sein, tausende von Symbolen gleichzeitig bedienen zu können. Je mehr Symbole (und je mehr angebundene SPS-Steuerungen) vorhanden sind, desto mehr zyklische Kommunikation ist im Netzwerk unterwegs.
• Der Speicherbedarf auf dem zentralen Server ist sehr hoch, weil der TwinCAT OPC UA Server die Symbolinformationen von jeder TwinCAT-SPS importieren und in seinem Adressraum vorhalten muss.
• Die Kommunikation zwischen Server und SPS erfolgt auf Basis von TwinCAT-ADS, welches nur in neueren TwinCAT-Versionen eine integrierte Verschlüsselung des Transportkanals ermöglicht. Für ältere Systeme im Rahmen einer Brownfield-Anwendung steht diese womöglich noch nicht zur Verfügung.
• Bei jeder SPS-Programmänderung müssen die Symboldateien zwischen der TwinCAT-SPS und dem zentralen Server neu ausgetauscht werden. Dieser Schritt entfällt, wenn der Server direkt in der SPS-Steuerung betrieben wird.