OPC-UA Server auf myDatanet

Der myDatanet Server bietet die Einbindung eines OPC-UA Servers. Damit können die Daten welche am myDatanet Server bereitgestellt werden, in ein externes System (z.B. SCADA) eingebunden werden.

OPC-UA DA Implementierung

Das Kürzel “DA” steht für “Data Access” und ist eigentlich die Basis-Funktion, die sich jemand von OPC erwartet. Mit DA kann auf einzelne Datenfelder und deren Wert zugegriffen werden. Im Falle von myDatanet OPC-UA kann ein Lesezugriff auf die Hist-Daten (letztgültige Werte) sowie Lese-und Schreibzugriff auf die Config-Daten erfolgen.

Die verfügbaren Datenfelder werden automatisch aus dem Blueprint einer Site generiert. Dadurch ist keine Konfiguration der Datenpunkte notwendig.

OPC-UA HA Implementierung

Das Kürzel “HA” steht für “Historical Access” und ermöglicht es auch Zeitreihen von Datenfeldern auszulesen. Nachdem in myDatanet historische Daten vorhanden sind, unterstützt myDatanet OPC-UA diese Funktion. Neben dem Datenfeld kann der Client einen Zeitraum übergeben und erhält dafür passenden Daten.

Authentifizierung

Die Authentifizierung der OPC-UA Clients erfolgt über die myDatanet Benutzerverwaltung. Damit ist das Rechte-Management vollständig integriert und erleichtert das Sicherheits-Management. Der für die Authentifizierung verwendete Benutzer hat die gleichen Rechte wie bei Anmeldung an dem myDatanet UI (wie z.B. sichtbare Sites/Kunden).

Konfiguration am myDatanet - Server

Bevor Daten mittels OPC-UA abzurufen sind, sind auf myDatanet die entsprechenden Konfigurationen unter “OPC-UA Server” vorzunehmen.

Die Einstellungen erfolgen unter “Konfigurationen” am Servers.

Im Reiter “OPC-UA Server” finden sich die Einstellungen.

Dazu wird ein neuer Benutzer mit Typ “Interface-Benutzer” angelegt. Die Benutzergruppe “Kunden-Operator (1)“ ist berechtigt die Messdaten abzufragen.

Konfiguration des OPC-UA Clients

Im Client ist ein neuer OPC-UA Server hinzuzufügen. Dazu wird auf das Plus Symbol geklickt.

Mit einem Doppelklick auf “Custom Discovery“ wird die Eingabemaske geöffnet zur Eingabe von URL laut Serverkonfiguration.

Mit dem Klicken auf OK wird dieser in die Liste hinzugefügt.

Danach kann man den OPC-UA Server aufklappen bis man zu den verschiedenen Verschlüsselungstypen kommt und eines der grün hinterlegten wählt. Danach muss man nur mehr Username und Passwort von seinem Interface Benutzer eingeben.

Anschließend muss man sich zum Server verbinden. Dazu Rechtsklick auf den Server und Connect.

Anzeigen von Daten im OPC-UA Client

Der myDatanet OPC-UA Server stellt automatisch die

• Der myDatanet OPC-UA Server stellt automatisch die Kunden → SITE → Datenfelder Struktur zur Verfügung.

  

  Über die DropDown-Felder kann man zum gewünschten Datenfeld navigieren.
  UaExport stellt unterschiedliche “Documents” zur Anzeige der Datenpunkte zur Verfügung.

  

  • DataAccessView → letzter Messwert

  • History Trend View → Darstellung einer Zeitreihe in einer Kennlinie

  • Event View → Darstellung und Verwaltung von Alarmen & Events. Als so genannte “Event Sources” können in OPC UA nur Objekte verwendet werden. D.h. die Alarm-Ansicht muss zumindest auf Ebene eines historischen Datenstroms (z.B. histdata0) erfolgen. Auf der Ebene einzelner Felder ist dies nicht möglich.

  Die entsprechenden Datenfelder können per Drag&Drop aus der Auswahlliste in den jeweiligen View gezogen werden.

Verwendung von StatusCodes bei einzelnen Datenpunkten

Ein Datenpunkt setzt sich immer aus 3 Komponenten zusammen:

• Zeitstempel

• Wert

• Qualität des Werts (abgebildet durch den StatusCode)

In myDatanet kommen bei Einzeldatenpunkten folgende StatusCodes zum Einsatz:

• Good … Der Datenpunkt enthält einen letztgültigen Wert.

• GoodNoData … Es liegen (noch) keine Daten vor. (Zum Beispiel, wenn eine neue Site noch keine Daten hat)

• BadWaitingForInitialData … Wird bei der Initialisierung einer Registrierung verwendet, um dem Client zu signalisieren, dass der Server noch auf die interne Abfrage des letztgültigen Werts wartet. Im Normalfall besteht dieser StatusCode nur für den Bruchteil einer Sekunde, bis die aktuellen Werte ausgeliefert sind.

• BadDataUnavailable … Wird ausgegeben, wenn der aktuelle Wert des Datenpunkts ‘NAN’ ist.

• BadOutOfRange … Wird ausgegeben, wenn der aktuelle Wert des Datenpunkts ein NAMUR-Wert (OPEN LOOP, SHORTCUT, OVERFLOW, UNDERFLOW) ist.

• BadResourceUnavailble … ist für einen eigentlich nicht erreichbaren Zustand reserviert, in dem der Client Daten eines nicht verfügbaren Datenpunkts abfragen will.

Behandlung des Publish Interval und anderen Settings

Sobald Geräte am Server Daten abliefern, kümmert sich der Server zur Datenübermittlung über OPC-UA. Der Ablauf und der Zusammenhang der Datenübermittlung über OPC-UA ist im folgenden beschrieben:

1. In der Welt von OPC UA öffnet ein Client zunächst eine Session.

2. In einer Session können nun Subscriptions erstellt werden. Die wesentlichen Eigenschaften davon sind:

   1. “Publishing Interval”: Im “Publishing Interval” sendet der Server neue Daten an den Client, sofern seit dem letzten “Publish” neue Daten in der Queue sind. Ein Client erhält Daten niemals schneller als im Publishing Interval. So wird vermieden dass Clients überlastet werden.

   2. “Life Time Count”: Ein Faktor, mit dem der “Publishing Interval” multipliziert wird, um den Timeout der Subscription zu berechnen, falls der Client die Verbindung verliert. Beispiel: “Publish Interval” ist 500ms, “LifeTimeCount” ist 2400, damit ergibt sich ein Timeout von 1200 Sekunden, also 20 Minuten.

3. Eine Subscription kann dann beliebige “monitored Items” enthalten. Ein monitored Item steht immer in einer 1:1-Beziehung mit einem Datenpunkt im Address Space. Man kann in einer Subscription auch mehrere monitored Items anlegen, die den gleichen Datenpunkt registrieren. Die wesentlichen Eigenschaften eines monitored Item sind:

   1. “Sampling Interval”: In diesem Zeitintervall wird der Wert des Datenpunkts gegenüber dessen Datenquelle abgefragt. Falls ein neuer Wert zur Verfügung steht wird dieser in die Queue geschrieben.

   2. “Queue Size” (Standard-Wert ist 1): Die Länge der Queue (Warteschlange) auf dem monitoredItem. Das ist die maximale Anzahl an Werten, die bei einem Publish (im “Publishing Interval”) an den Client gesendet werden können. Die Queue wird im Sampling Interval befüllt (sofern sich der unterliegende Wert auch ändert). Ist die Queue voll, dann:

   3. “Discard Oldest”: Legt fest was passieren soll, wenn die Queue voll ist. Ist “Discard Oldest” nicht aktiv, so wird der aktuellste Wert der Queue immer überschrieben, bis die Queue geleert (also an den Client gesendet) wird.

   4. “Data Change Filter”: Einstellung zur serverseitigen Vorfilterung der Daten. Standard ist hier “Status/Value”, wodurch nur dann neue Werte beim Client ankommen, wenn es auch eine tatsächliche Änderung gibt. Will man wirklich jeden Datenpunkt am Client erhalten, ist hier “Status/Value/Timestamp” zu verwenden.

Good to Know - DataAccessView

Zur Anzeige des letzten Messwerts bringt UAExpert eine Eigenheit mit. Der Wert inkl. Timestamp wird nur dann aktualisiert, sobald sich der Wert ändert. Gleichbleibende Werte über neuere Timestamps können mit folgender Einstellung aktuell angezeigt werden.

Schreiben von Config-Werten

Es ist möglich, Konfigurationswerte über OPC UA zu schreiben. Diese Funktion ist auf die Veränderung von Konfigurationsfeldern beschränkt. Ein Schreiben von historischen Datensätzen ist nicht möglich.

Die jeweilige Voraussetzung ist, dass auch die dafür nötigen Benutzerrechte vorhanden sind. Es ist nicht möglich, die Beschreibbarkeit eines Feldes von vorne herein über OPC UA zu sperren. Erst wenn ein verbundener Client einen Schreibversuch unternimmt, wird die Antwort des Servers über Erfolg oder Misserfolg Auskunft geben.

Der Client UaExpert unterstützt das auch. Zunächst muss der zu schreibende Wert in einem “Data Access View” angezeigt werden, dann kann mit einem Doppelklick auf den letzten Wert dieser auch verändert werden.

Alarme & Events

Treten am myDatanet-Server Alarme auf, wie z.b. Messwert Über-/Unterschreitungen, so werden diese als OPC UA Alarm Events weitergeleitet.

Alarmquelle

Die Alarmquelle im OPA UC “Address Space” ist dabei der Datenstrom der den entsprechenden Messkanal beinhaltet. Tritt z.b. ein Alarm am Kanal “val1” auf so ist die Alarmquelle “STATUS”. Die Alarm-Condition selbst scheint im “Address-Space” nicht auf.

Der Client kann auch als Alarmquelle das Messstellenobjekt auswählen um alle Alarme einer Messstelle zu bekommen, oder das Kundenobjekt um alle Alarme eines Kunden zu bekommen. Um alle Alarme aller Kunden und Messstellen zu bekommen kann der Client auch als Alarmquelle das “customers” Object registrieren.

Alarmdetails

Condition Typen