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Описание системы: AES OPC-UA
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AVENTICS Описание системы: AES OPC-UA Manuals & Guides [ru]

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Systembeschreibung | Описание системы
AVENTICS™ AES OPC-UA
R412028203-BAL-002-AA
2022-03; Replaces: -
DE/RU

Inhaltsverzeichnis

1 Zu dieser Dokumentation .................................................................................................................................................................................................. 3
1.3.1 Warnhinweise .................................................................................................................................................................................................... 3
1.3.2 Symbole ............................................................................................................................................................................................................. 3
2 Sicherheitshinweise........................................................................................................................................................................................................... 3
3 Zu diesem Produkt ............................................................................................................................................................................................................ 4
4 OPC-UA-Verbindung.......................................................................................................................................................................................................... 4
4.2.1 Datenbeschreibung............................................................................................................................................................................................ 4
4.2.2 Wertebeschreibung ........................................................................................................................................................................................... 5
4.2.3 Reihenfolge der Module ..................................................................................................................................................................................... 5
5 Fehlersuche und Fehlerbehebung ...................................................................................................................................................................................... 7
6 Technische Daten .............................................................................................................................................................................................................. 7
AVENTICS™ AES OPC-UA | R412028203-BAL-002-AA | Deutsch 2

1 Zu dieser Dokumentation

1.1 Gültigkeit der Dokumentation

Diese Dokumentation gilt für das OPC-UA-Protokoll der folgenden AES-Module:
• R412088223, Buskoppler AES 2 für PROFINET IO
• R412088222, Buskoppler AES 2 für EtherNet/IP Diese Dokumentation richtet sich an Programmierer, Elektroplaner, Serviceper-
sonal und Anlagenbetreiber. Diese Dokumentation enthält wichtige Informationen, um das Produkt sicher
und sachgerecht in Betrieb zu nehmen, zu bedienen und einfache Störungen selbst zu beseitigen.
Die Systembeschreibung für Buskoppler finden Sie auf der mitgeliefer­ten CD R412018133. Je nach dem von Ihnen verwendeten Feldbuspro­tokoll müssen Sie die entsprechende Dokumentation auswählen.

1.2 Erforderliche und ergänzende Dokumentationen

u Nehmen Sie das Produkt erst in Betrieb, wenn Ihnen folgende Dokumentatio-
nen vorliegen und Sie diese beachtet und verstanden haben.
Tab.1: Erforderliche und ergänzende Dokumentationen
Dokumentation Dokumentart Bemerkung
Anlagendokumentation Betriebsanleitung wird vom Anlagenbe-
Dokumentation des SPS-Konfigurationstools Softwareanleitung Bestandteil der Soft-
Montageanleitungen aller vorhandenen Komponenten und des gesamten Ventilsys­tems AV
Systembeschreibungen zum elektrischen An­schließen der E/A-Module und der Buskopp­ler
Dokumentation der AV-EP-Druckregelventile R414007537
Alle Montageanleitungen und Systembeschreibungen der Serien AES und AV sowie die SPS-Konfigurationsdateien finden Sie auf der CD R412018133.
Montageanleitung Papierdokumentation
Systembeschreibung pdf-Datei auf CD
Betriebsanleitung
treiber erstellt
ware
VORSICHT
Möglicherweise gefährliche Situation. Das Nichtbeachten dieser Hinweise kann leichte Verletzungen zur Folge haben
oder zu Sachbeschädigungen führen.
ACHTUNG
Möglichkeit von Sachbeschädigungen oder Funktionsstörungen. Das Nichtbeachten dieser Hinweise kann Sachbeschädigungen oder Funktions-
störungen zur Folge haben, jedoch keine Personenschäden.
1.3.2 Symbole
Empfehlung für den optimalen Einsatz unserer Produkte. Beachten Sie diese Informationen, um einen möglichst reibungslosen
Betriebsablauf zu gewährleisten.

1.4 Abkürzungen

In dieser Dokumentation werden folgende Abkürzungen verwendet: Tab.2: Abkürzungen
Abkürzung Bedeutung
AES Advanced Electronic System AV Advanced Valve Bool Boolean (Datentyp für Angabe der Werte „True“ oder „False“) Enum Enumeration (Aufzählung) EtherNet/IP EtherNet Industrial Protocol INT Integer JSON JavaScript Object Notation PROFINET IO Process Field Network Input Output SPS Speicherprogrammierbare Steuerung oder PC, der Steuerungsfunk-
tionen übernimmt UA Aktorspannung (Spannungsversorgung der Ventile und Ausgänge) UINT Unsigned Integer UL Logikspannung (Spannungsversorgung der Elektronik und Sensoren)

1.3 Darstellung von Informationen

1.3.1 Warnhinweise
In dieser Dokumentation stehen Warnhinweise vor einer Handlungsabfolge, bei der die Gefahr von Personen- oder Sachschäden besteht. Die beschriebenen Maßnahmen zur Gefahrenabwehr müssen eingehalten werden.
Aufbau von Warnhinweisen
SIGNALWORT
Art und Quelle der Gefahr
Folgen bei Nichtbeachtung
u Maßnahmen zur Gefahrenabwehr
Bedeutung der Signalwörter
GEFAHR
Unmittelbar drohende Gefahr für das Leben und die Gesundheit von Personen. Das Nichtbeachten dieser Hinweise hat schwere gesundheitliche Auswirkun-
gen zur Folge, bis hin zum Tod.
WARNUNG
Möglicherweise drohende Gefahr für das Leben und die Gesundheit von Perso­nen.
Das Nichtbeachten dieser Hinweise kann schwere gesundheitliche Auswirkun­gen zur Folge haben, bis hin zum Tod.

2 Sicherheitshinweise

2.1 Zu diesem Kapitel

Das Produkt wurde gemäß den allgemein anerkannten Regeln der Technik her­gestellt. Trotzdem besteht die Gefahr von Personen- und Sachschäden, wenn Sie dieses Kapitel und die Sicherheitshinweise in dieser Dokumentation nicht beach­ten.
1. Lesen Sie diese Dokumentation gründlich und vollständig, bevor Sie mit dem Produkt arbeiten.
2. Bewahren Sie die Dokumentation so auf, dass sie jederzeit für alle Benutzer zugänglich ist.
3. Geben Sie das Produkt an Dritte stets zusammen mit den erforderlichen Do­kumentationen weiter.

2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das in dieser Dokumentation beschriebene OPC-UA-Protokoll ist Teil einer Elek­tronikkomponente und wurde für den Einsatz in der Industrie für den Bereich Au­tomatisierungstechnik entwickelt.
Alle AES-Module sind für den professionellen Gebrauch und nicht für die private Verwendung bestimmt. Sie dürfen die Module nur im industriellen Bereich ein­setzen (Klasse A). Für den Einsatz im Wohnbereich (Wohn-, Geschäfts- und Ge­werbebereich) ist eine Einzelgenehmigung bei einer Behörde oder Prüfstelle ein­zuholen. In Deutschland werden solche Einzelgenehmigungen von der Regulie­rungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP) erteilt.
Die OPC-UA-Verbindung im AES-Modul ist dafür bestimmt, Daten aus dem AES­Modul auszulesen. Es ist nicht möglich, Ausgänge oder Ventile zu steuern. Die Steuerung der Ausgänge und Ventile ist dem angeschlossenen Feldbus vorbehal­ten. Siehe g4.2.1Datenbeschreibung.
AVENTICS™ AES OPC-UA | R412028203-BAL-002-AA | Deutsch 3

2.3 Nicht bestimmungsgemäße Verwendung

Jeder andere Gebrauch als in der bestimmungsgemäßen Verwendung beschrie­ben ist nicht bestimmungsgemäß und deshalb unzulässig.
Die Schnittstelle dient zum Auslesen von Daten. Sie dient nicht zum Steuern von Ein- oder Ausgängen.
ACHTUNG
Sicherheitsrisiko durch direkte Verbindung mit Internet oder Firmennetz­werk!
Das AES-Modul ist nicht für den Anschluss an das Internet oder an ein Firmen­netzwerk entwickelt und nicht angemessen gegen unbefugten Zugriff ge­schützt.
Geräte, die an das Internet oder an ein Firmennetzwerk angeschlossen wer­den, müssen gegen unbefugten Zugriff angemessen geschützt sein, z.B. durch die Verwendung von Firewalls und Netzwerksegmentierung. Das AES­Modul ist nur dafür entwickelt, in einem Ethernet-basierten Feldbus-Netzwerk betrieben zu werden.
u Verbinden Sie das AES-Modul nicht direkt mit dem Internet oder einem Fir-
mennetzwerk.
Für Schäden bei nicht bestimmungsgemäßer Verwendung übernimmt die AVENTICS GmbH keine Haftung. Die Risiken bei nicht bestimmungsgemäßer Verwendung liegen allein beim Benutzer.

2.4 Qualifikation des Personals

Die in dieser Dokumentation beschriebenen Tätigkeiten erfordern grundlegende Kenntnisse der Elektrik und Pneumatik sowie Kenntnisse der zugehörigen Fach­begriffe. Um die sichere Verwendung zu gewährleisten, dürfen diese Tätigkeiten daher nur von einer entsprechenden Fachkraft oder einer unterwiesenen Person unter Leitung einer Fachkraft durchgeführt werden.
Eine Fachkraft ist, wer aufgrund seiner fachlichen Ausbildung, seiner Kenntnisse und Erfahrungen sowie seiner Kenntnisse der einschlägigen Bestimmungen die ihm übertragenen Arbeiten beurteilen, mögliche Gefahren erkennen und geeig­nete Sicherheitsmaßnahmen treffen kann. Eine Fachkraft muss die einschlägigen fachspezifischen Regeln einhalten.

2.5 Allgemeine Sicherheitshinweise

• Beachten Sie die Sicherheitshinweise in der Systembeschreibung Ihres Bus­kopplers.

2.6 Beschädigung durch Störung des Steuerungsnetzwerks

Produkte mit Ethernet-Anschluss sind für den Einsatz in speziellen industriellen Steuerungsnetzwerken ausgelegt. Folgende Sicherheitsmaßnahmen einhalten:
• Immer bewährte branchenübliche Vorgehensweisen zur Netzwerksegmentie­rung befolgen.
• Direkte Anbindung von Produkten mit Ethernet-Anschluss an das Internet ver­hindern.
• Sicherstellen, dass Gefährdungen durch das Internet und das Unternehmens­netzwerk für alle Steuerungssystemgeräte und/oder Steuerungssysteme mi­nimiert werden.
• Sicherstellen, dass Produkte, Steuerungssystemgeräte und/oder Steuerungs­systeme nicht über das Internet zugänglich sind.
• Steuerungsnetzwerke und Remotegeräte hinter Firewalls verlegen und vom Unternehmensnetzwerk isolieren.
• Wenn ein Remotezugriff erforderlich ist, ausschließlich sichere Methoden wie virtuelle private Netzwerke (VPNs) verwenden.
ACHTUNG! VPNs, Firewalls und andere softwarebasierte Produkte können Si­cherheitslücken aufweisen. Die Sicherheit der VPN-Nutzung kann nur so hoch sein wie die Sicherheit der angeschlossenen Geräte. Daher immer die aktuelle Version des VPNs, der Firewall und anderer softwarebasierter Produkte ver­wenden.
• Sicherstellen, dass die neueste freigegebene Software- und Firmware-Version auf allen mit dem Netz verbundenen Produkten installiert sind.

3 Zu diesem Produkt

OPC-UA ist der Interoperabilitätsstandard für den sicheren und zuverlässigen Da­tenaustausch im Bereich der industriellen Automatisierung und in anderen Bran­chen. OPC-UA ist ein Protokoll mit einer semantischen Komponente, die jeden
Datenpunkt genauer beschreibt. OPC-UA beschreibt z.B., ob die Datenpunkte mit einer Einheit oder einem Bereich versehen sind. Das OPC-UA-Protokoll erfüllt die Funktionen des Micro Embedded Device Server Profiles.

4 OPC-UA-Verbindung

4.1 Eine OPC-UA-Verbindung mit dem AES-Modul aufbauen

Die AES-Gen2-Module mit den Protokollen Profinet und EtherNet/IP stellen zu­sätzlich zu den Feldbussen auf dem Port 4840 einen OPC-UA-Server zur Verfü­gung. Auf den OPC-UA-Server im AES-Modul können sich die OPC-UA-Clients ver­binden.
Voraussetzung:
Damit eine Verbindung aufgebaut werden kann, muss sich das Gerät, das sich über OPC-UA mit dem AES-Modul verbinden soll, im gleichen Subnetz befinden. Alternativ muss ein Gateway vorhanden sein, das die Subnetze der beiden Geräte miteinander verbindet. Dann kann auf dem Port 4840 eine Verbindung über OPC-UA mit dem AES-Modul aufgebaut werden.
1. Um die IP-Adresse des AES-Moduls zu finden, nutzen Sie die protokollspezifi­schen Tools oder das Ethernet „Device Configuration Tool“.
2. OPC-UA-Verbindung mit dem AES-Modul aufbauen.

4.2 OPC-UA-Struktur

4.2.1 Datenbeschreibung
Strukturdaten/-elemente Spezifikation/Wertebe-
SystemInfo MAC_Address1 Erste MAC Adresse des AES-
MAC_Address2 Zweite MAC Adresse des AES-
MAC_Address3 Dritte MAC Adresse des AES-
Manufacturer Hersteller der Einheit Localized-
Model Modellbezeichnung Localized-
HardwareRevision Hardware-Version des Moduls String SoftwareRevision Software-Version des Moduls String DeviceRevision Modul-Revision String DeviceManual Link zum Modul Manual String SerialNumber Eindeutige Buchstaben- und
RevisionCounter Revisionscounter als Zahl Int32 ProductCode Modul Name String
Nameplate PhysicalAddress Hersteller-Angaben
CountryCode Länderkennung String Street Straße und Hausnummer String ZIP Postleitzahl String CityTown Stadt String StateCounty Bundesland String
MarkingCE Produktkennzeichnung
CEQualificationPre­sent
SerialNumber Eindeutige Buchstaben und
ManufacturerName Herstellername String
ManufacturerProductDesignati-onProduktbezeichnung String
ProductCountryOfOrigin Herstellungsland String YearOfConstruction Herstellungsjahr String WeekOfConstruction Herstellungswoche String
SystemStatus ValveSystemDiagnosis …
ValveVoltageBelo­wUAOff
ValveVoltageBelo­wUAOn
schreibung
Moduls
Moduls
Moduls
Zahlenkombination, um das Gerät zu identifizieren
Ist eine CE-Qualifikation vor­handen?
Zahlenkombination, um das Gerät zu identifizieren
Aktorspannung ist niedriger als UA-OFF
Aktorspannung ist niedriger als UA-ON (21,6V)
Datentyp
String
String
String
Text
Text
String
Bool
String
Bool
Bool
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Strukturdaten/-elemente Spezifikation/Wertebe-
ElectronicVoltageBe­low18V
ElectronicVoltageBe­low10V
UpTime Zeit in ms seit Start des Gerä-
DeviceConfig Module01
… Module42
NumberOfConfiguredModules Anzahl der erkannten Module Byte
IO_Modules IO_Module01 IO Module 1
Values Aktueller Zustand der Ein- und
MaterialNumber Materialnummer von IO Mo-
Type Modul Name, codiert in einem
IO_Module02 … IO_Module10
Values Aktueller Zustand der Ein- und
MaterialNumber Materialnummer von IO Mo-
Type Modul Name Codiert in einem
NumberOfConfiguredIO_Modu­les
ValveModules ValveModule01 Ventil Modul 1
Values Aktueller Zustand der Ein- und
MaterialNumber Materialnummer von Ventil
Type Modul Name, codiert in einem
ValveModule02 … ValveModule32
Values Aktueller Zustand der Ein- und
MaterialNumber Materialnummer von Ventil
Type Modul Name, codiert in einem
NumberOfConfiguredValveMo­dules
RawValues Aktuelle Ein- und Ausgangda-
schreibung
Elektronikspannung ist niedri­ger als 18VDC
Elektronikspannung ist niedri­ger als 10VDC
tes Modul Name, codiert in einem
Enum
Ausgänge des Moduls als JSON Object (siehe auch Wer­tebeschreibung)
dul 1
Enum IO Module 2-10
Ausgänge des Moduls als JSON Object
dul 10
Enum Anzahl an angeschlossenen IO
Modulen
Ausgänge des Moduls als JSON Object (siehe auch Wer­tebeschreibung)
Modul 1
Enum Ventil Modul 2-32
Ausgänge des Moduls als JSON Object (siehe auch Wer­tebeschreibung)
Modul 32
Enum Anzahl an angeschlossenen
Ventilmodulen
ten mit Zeitstempel, an dem die Daten gesampelt wurden, als Komma-separierter String
Datentyp
Bool
Bool
UInt32
Enum
String
String
Enum
String
String
Enum
Byte
String
String
Enum
String
String
Enum
Byte
String
4.2.2 Wertebeschreibung
Value
Pro Modul wird in den Eintrag „Value“ ein JSON-String generiert, in dem die Aus­gangsdaten und Eingangsdaten zum Aktualisierungszeitpunkt ausgegeben wer­den. Bei großen Systemen kann es vorkommen, dass diese nicht mit der minima­len Samplingrate (50ms) aktualisiert werden. Wenn bei diesen Systemen ein Ak­tualisierungsintervall von 50ms benötigt wird, kann auf den RawValue zurückge­griffen werden. Dieser wird bevorzugt aktualisiert und wird dadurch auch bei großen Systemen mit einem Samplingintervall von ca. 50ms aktualisiert.
Aufbau des JSON-Strings: Der String setzt sich wie folgt zusammen:
1. Öffnende geschweifte Klammer: {.
2. Wenn Eingangsdaten vorhanden sind: “i“:[ mit entsprechenden Werten. Wenn Ausgangsdaten vorhanden sind, ein “o“:[ mit entsprechenden Werten.
3. Jeder Wert wird mit einem führendem “0x“ hex-codiert ausgegeben.
4. Für analoge Module wird der zusammengefasste Hex-Wert der Bitlänge ein­gefügt. Für digitale Module werden die Bits in Byte-Blöcken eingefügt. Ein Byte wird mit führenden Nullen vervollständigt, wenn es nicht vollständig genutzt wird.
5. Einzelne Werte werden durch Komma voneinander getrennt.
6. Schließende eckige Klammer: „]“.
7. Schließende geschweifte Klammer: „}“.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen den Aufbau des Strings für verschiede­ne Module:
Modul Eingangswerte Ausgangswerte String
4AI-Modul 4x 8-Bit-Eingangswer-
2AI2AO-Modul 2x 16-Bit-Eingangs-
16DO-Modul 16x digitale Ausgän-
2-fach-Ventilmodul 4x digitale Ausgänge,
te (10dez, 20dez, 30dez, 40dez)
werte (100dez und 500dez)
2x 16-Bit-Ausgangs­werte (700dez und 1500dez)
ge, gesetzt: 0b000100100011010 0
gesetzt: 0b00001111
{"i": ["0x0A","0x14","0x1E"," 0x28"]}
{"i": ["0x0064","0x01F4"]," o": ["0x02BC","0x05DC"]}
{"o":["0x12","0x34"]}
{"o":["0x0F"]}
RawValues
Die RawValue-Ausgabe wurde für eine möglichst performante Datenübertragung erstellt. Daher werden hier die Daten nicht modulspezifisch aufgearbeitet. Der Empfänger muss die Daten den Modulen selbst zuordnen (siehe g4.2.3Reihen-
folge der Module). Die Daten in diesem String werden im Big-Endian-Format
übertragen und sind hex-codiert. Nur der Zeitstempel ist dezimalcodiert. Das folgende Beispiel veranschaulicht den Aufbau des Strings für das Modul
M44,2AI2AO2M12-AE. Berechnung der Ausgangs- und Eingangswerte: siehe g4.2.3Reihenfolge der
Module.
Modul Eingangsda-
Ventilseite EP (M) 16 Bit Integer 500 (dezimal) 16 Bit Integer 500 (dezimal)
4-fach-Ven­tilmodul (4)
4-fach-Ven­tilmodul (4)
IO-Seite Analoges
Kombimodul (2AI2AO2M12
-AE)
tentyp
--- --- 8 Bit Einzelbit 0x55 (hex)
--- --- 8 Bit Einzelbit 0xAA (hex)
2x 16 Bit Inte­ger
Eingangsda­ten
2000 (dezi­mal)
10000 (dezi­mal)
Ausgangsda­tentyp
2x 16Bit Inte­ger
Ausgangsda­ten
500 (dezimal) 15000 (dezi-
mal)
Zeitstempel: 1h, 26min, 4 Sekunden und 608ms seit ModulStart (5164608ms) Die Inhalte der Spalten werden mit Komma voneinander getrennt. Es ergibt sich
in diesem Beispiel folgender String: „5164608,01F4,01F455AA,07D02710,01F43A98“.
Zeitstempel in ms seit Startup (dezimalco­diert)
5164608 01F4 01F455AA 07D02710 01F43A98
Eingangsdaten Ventilseite (hex­codiert)
Ausgangsdaten Ventilseite (hex­codiert)
Eingangsdaten IO-Seite (hex­codiert)
Ausgangsdaten IO-Seite (hex­codiert
4.2.3 Reihenfolge der Module
Die Eingangs- und Ausgangsdaten, mit denen die Module mit der Steuerung kommunizieren, bestehen aus einer Bytekette. Die Länge der Eingangs- und Aus­gangsdaten des Ventilsystems berechnet sich aus der Modulanzahl und der Da­tenbreite des jeweiligen Moduls. Dabei werden die Daten nur byteweise gezählt. Besitzt ein Modul weniger als 1 Byte Ausgangs- bzw. Eingangsdaten, dann wer­den die übrigen Bits bis zur Bytegrenze mit sogenannten Stuffbits aufgefüllt.
Beispiel: Eine 2-fach-Ventiltreiberplatine mit 4 Bit Nutzdaten belegt in der Byte­kette 1 Byte Daten, da die restlichen 4 Bit mit Stuffbits gefüllt werden. Dadurch fangen die Daten des nächsten Moduls ebenfalls nach einer Bytegrenze an.
Die Nummerierung der Module beginnt rechts neben dem Buskoppler im Ventil­bereich mit der ersten Ventiltreiberplatine (Modul1) und geht bis zur letzten Ventiltreiberplatine am rechten Ende der Ventileinheit (Modul9). Siehe gAbb.1.
Überbrückungsplatinen bleiben unberücksichtigt. Einspeiseplatinen und UA-OFF­Überwachungsplatinen belegen ein Modul. Siehe gAbb.1 (Modul7). Einspeise­platinen und UA-OFF-Überwachungsplatinen steuern kein Byte zu den Eingangs­und Ausgangsdaten bei. Sie werden aber mitgezählt, da sie eine Diagnose besit-
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