OPC UA PubSub-Kommunikation

Hinweis
In diesem Hilfethema erfahren Sie, wie Sie in PLCnext Engineer die Publisher-Subscriber-Kommunikation konfigurieren. Details und den technischen Hintergrund entnehmen Sie bitte der von der OPC UA Foundation veröffentlichten Spezifikation/Dokumentation.

PLCnext Technology-Steuerungen mit einer Firmware-Version 22.0 oder neuer unterstützen das OPC UA PubSub (Publisher/Subscriber)-Kommunikationsmodell gemäß Teil 14 der OPC Unified Architecture-Spezifikation.

Hinweis
OPC UA PubSub ist ein kostenpflichtiges Feature, für welches Sie im PLCnext Store eine separate Lizenz erwerben können. Nach dem Start der Steuerung steht Ihnen eine 4-stündige kostenlose Testphase zur Verfügung. Nach dem Ablauf dieser Testphase stellt die Steuerung die PubSub-Kommunikation ein, bis Sie das Feature durch Eingeben einer käuflich erworbenen Lizenz unbefristet freigeschaltet haben.

Dieses Thema enthält die folgenden Abschnitte:

Allgemeine Informationen zu OPC UA PubSub

Das OPC UA-PubSub (Publish-Subscribe)-Kommunikationsmodell ergänzt das Client-Server-Kommunikationsmodell (welches die PLCnext Technology-Steuerungen dank integriertem OPC UA-Server ebenfalls unterstützen).

OPC UA PubSub, wie es im PLCnext-Kontext implementiert ist, unterstützt z.B. die Steuerung-zu-Steuerung-Kommunikation (die performanter ist als z.B. die Steuerung-zu-Cloud-Kommunikation) sowie weitere Anwendungsfälle. Die Kommunikation wird über UDP-Mechanismen (User Datagram Protocol) via Standard-IP-Netzwerk abgewickelt.

Auf diese Weise ermöglicht PubSub die Verteilung (das Publishing) von Daten aus einer OPC UA-Informationsquelle in der Steuerung an alle entsprechend konfigurierten Subscriber, die sich in dem in der PubSub-Konfiguration spezifizierten Gerätenetzwerk befinden. Die PubSub-Kommunikation ist grundsätzlich unabhängig von jeder OPC UA-Server-Konfiguration oder dessen Betrieb. Notwendig ist die Konfiguration eines Publishers (wenn Daten in einem Netzwerk veröffentlicht werden sollen) und eines oder mehrerer Subscriber als Datenempfänger.

Hinweis
OPC UA PubSub-Kommunikation erfordert IGMP-fähige Switches im Steuerungsnetzwerk.
IGMP (Internet Group Management Protocol) ist ein Kommunikationsprotokoll der TCP/IP-Protokollfamilie. Es dient zur Organisation von Multicast-Empfängergruppen in IPv4-Netzwerken. IGMP ermöglicht es einem Publisher, Datenströme gezielt an ganze Gruppen von Empfängern zu senden und so die Transport- und Routingkapazitäten optimal zu nutzen.

Die OPC UA PubSub-Kommunikation ist unabhängig von der OPC UA Client-Server-Kommunikation. Ein Publisher oder Subscriber wie hier beschrieben kann jedoch gleichzeitig auch ein OPC UA-Server oder Client sein.

PubSub-Konfiguration

Die OPC UA PubSub-Konfiguration befindet sich auf dem 'OPC UA'-Knoten der ANLAGE. Es gibt hier einen separaten Editor neben den Editoren für den OPC UA-Server:

In diesem Editor nehmen Sie die gesamte PubSub-Konfiguration für die aktuelle Steuerung vor.
Links sehen Sie die 'Konfiguration' als Baumstruktur.

Zu Beginn enthält jede Konfiguration nur den leeren Knoten 'Publishte Datensätze'. Nachdem Sie eine Gruppe von Publishern (Writern) und Subscribern (Readern) angelegt und alle Datensätze, die gepublisht werden sollen, definiert haben, können Sie mit Hilfe dieses Baums durch die Konfiguration browsen und die jeweiligen Parameter im Editor öffnen.

Die Elemente in dieser hierarchischen Konfigurationsstruktur entsprechen dem durch die OPC UA Foundation definierten PubSub-Standard.

Der Compiler prüft die eingegebenen Konfigurationswerte auf ihre Gültigkeit (basierend auf einem OPC UA-konformen Schema) und erkennt z.B. mehrfache IDs, eine ungültige Multicast-Adresse etc. Die geltenden Regeln werden im Folgenden bei den jeweiligen Konfigurationsschritten erläutert.

Binäre Konfigurationsdatei

Eine fehlerfreie Konfiguration resultiert in einer binären Ausgabedatei gemäß OPC UA-Standard. Die Ausgabedatei mit dem Namen pcwe.opcua.pubsub.uabinary wird im 'Verzeichnis für Binärdateien' abgelegt (dieses ist im 'Optionen'-Dialog definiert) und in das Projekt-Image eingebunden. Wenn Sie das Projekt auf die Steuerung schreiben, wird es dort unter folgendem Pfad abgelegt:
/opt/plcnext/projects/PCWE/Services/OpcUA/PubSubConfig.

Was möchten Sie tun?

Die Schritte zum Konfigurieren eines Publishers/Subscribers und zum Definieren von zu publizierenden Datensätzen sind jeweils in einem eigenen Unterkapitel beschrieben. Beim Anlegen einer neuen Konfiguration wird empfohlen, die nachfolgend genannte Reihenfolge einzuhalten.

Hinweis
Obwohl Steuerungen zugleich als Publisher und Subscriber agieren können, werden sie üblicherweise nicht die von Ihnen selbst publizierten Datensätze subscriben. Folglich müssen der Publisher und die Subscriber eines bestimmten Datensatzes in unterschiedlichen PLCnext Engineer-Projekten definiert werden.