Im Bereich der digitalen Transformation für Smart Factories sind die Begriffe IoT und OPC Unified Architecture (OPC UA) nicht mehr wegzudenken. OPC UA ermöglicht die Interoperabilität einer Vielzahl an Geräten, Maschinen, Sensoren und Anwendungen unabhängig von Anbieter und Technologien. Allerdings unterstützen viele Geräte nicht den OPC UA Standard, sondern eher Web of Things (WoT) der W3C.
Zur Eingliederung von W3C WoT-fähigen Geräten in OPC UA, setzt sich ab dem 27.06.2023 eine Working Group in der OPC Foundation mit dem Thema auseinander. Diese hat sich zum Ziel gesetzt, eine Companion Specification für OPC UA zu erstellen, die das Einbinden ermöglichen soll.
Was ist OPC UA?
Die OPC Unified Architecture (OPC UA) ist ein Standard zur sicheren und plattformunabhängigen Kommunikation im Kontext des Internet of Things. Dabei wird ein großer Fokus auf Industrie 4.0 und Automatisierungssysteme gelegt. Durch die Verwendung offener Standards und herstellerspezifischer Informationsmodelle wird eine Plattformunabhängigkeit und Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten und Systemen verschiedener Hersteller ermöglicht.
Was ist Web of Things?
Während OPC UA speziell für Industrial IoT ausgelegt ist, hat WoT eine branchenunabhängige Auslegung. Dieser Standard soll Entwicklung und Implementierung von IoT-Projekten vereinfachen und zugänglicher machen. Er wird von der W3C getrieben und baut auf Web-Technologien wie HTTP, JSON und WebSockets auf.
Zentrale Merkmale sind dabei:
- Einfachheit: Nutzung vertrauter Web-Technologien
- Interaktivität: Durch eine abstrakte Repräsentation von Dingen ist eine simple Interaktion gewährleistet
- Universeller Einsatz: WoT soll mit sogenannten Protocol Bindings verschiedene etablierte Plattformen wie OPC UA oder die Open Connectivity Foundation unterstützen
Ziel von WoT ist also nicht, lediglich einen weiteren Standard auf den Markt zu bringen. Vielmehr soll eine Defragmentierung durch Wiederverwendung etablierter Web-Technologien durchgeführt und eine Unterstützung verschiedener IoT-Plattformen mit ihren jeweiligen Protokollen geschaffen werden.
Dabei wird mit einer sogenannten Thing Description (TD) gearbeitet. Ein Thing ist die Abstraktion einer physischen oder virtuellen Entität, mit der interagiert werden kann. Eine TD beschreibt Metadaten und Schnittstellen zu einem Thing und wird entweder vom Gerät direkt oder über andere Wege vom Hersteller bereitgestellt. Ebenfalls ist es möglich, ein WoT-fähiges Gerät zu retrofitten und eine Thing Description dafür zu erstellen, um zum Beispiel eine Neuanschaffung obsolet zu machen.
Wer mehr zum Thema Retrofitting und Neuanschaffung wissen möchte, dem empfehlen wir unseren Artikel Retrofitting als Lösungsansatz für Probleme bei der Umsetzung von Industrie 4.0.
Initiative der OPC Foundation
Wie bereits erwähnt, ist WoT in der Lage mit OPC UA-Endpunkten zu interagieren. Leider ist es nicht immer so, dass WoT schon etabliert ist und ein OPC UA-Server eingebunden werden soll. Stattdessen kann der umgekehrte Fall eintreffen, dass ein OPC UA-Server existiert, der befähigt werden soll, mit nicht OPC UA-fähigen Geräten, die aber WoT-fähig sind, zu kommunizieren.
Dieses Problem zu lösen hat sich die OPC Foundation zur Aufgabe gemacht. Es wurde bereits die Arbeit am UA-EdgeTranslator gestartet. Dieser soll proprietäre Protokolle, die WoT TDs unterstützen, zu OPC UA übersetzen. Damit ist nicht nur möglich, mit dem OPC UA Server Daten zu lesen und zu schreiben. Es soll auch erstmals möglich werden, Assets mithilfe der TDs zu konfigurieren. Hierbei ist erwähnenswert, dass die Konfiguration ergänzend ist und lediglich dazu dienen soll, WoT-fähige Geräte zu konfigurieren, die ansonsten über eine direkte HTTP-Schnittstelle konfiguriert werden müssten.
Auf diesem begonnenen Projekt aufbauend setzt sich die zuvor erwähnte Working Group zum Ziel, eine Companion Specification zu formulieren und zu implementieren.
Fazit
Der OPC UA Standard hat eine wichtige Rolle im Bereich von Industrie 4.0, wird aber nicht von allen Geräten unterstützt. Hierfür ist Web of Things eine vielversprechende Ergänzung, um eine noch größere Menge an Geräten mit einer existierenden IoT-Anwendung abzudecken, die auf OPC UA aufbaut. Durch die Arbeit der OPC Foundation soll bald auch möglich sein, WoT-fähige Geräte ohne großen Mehraufwand in einen bestehenden OPC UA Server einzubinden und mit ihnen zu kommunizieren.