OPC UA Local Discovery Servers Gebruiken voor Efficiënte Server Registratie en Client Verbinding

Discovery servers stellen OPC UA clients in staat om details over één of meer OPC UA servers op te halen vanaf een enkel punt.

Er zijn twee typen OPC UA discovery servers:

1. Local Discovery Servers (LDS)
2. Global Discovery Servers (GDS)

Dit artikel laat zien hoe u een OPC UA server registreert bij een LDS, en hoe een OPC UA client die LDS kan gebruiken om verbinding te maken met de OPC UA server.

Inleiding

Zoals de naam suggereert, kan een Local Discovery Server (LDS) op hetzelfde apparaat draaien als een of meer OPC UA servers. Bijvoorbeeld, het is mogelijk om een of meer OPC UA servers op een PLCnext Control apparaat te installeren, naast de OPC UA server die bij de PLCnext Runtime hoort. Als er ook een LDS op dat PLCnext Control apparaat geïnstalleerd is, dan kunnen alle OPC UA servers op dat apparaat zich registreren bij de LDS. Vervolgens kan een externe OPC UA client de LDS eenvoudig bevragen voor de details van alle OPC UA servers die op dat PLCnext Control apparaat draaien, en die details gebruiken om direct verbinding te maken met een of meer van die OPC UA servers.

Iets verwarrend is het ook mogelijk voor een OPC UA server om zich te registreren bij een LDS die op een externe machine draait. Op deze manier kan een enkele LDS gebruikt worden door een OPC UA client om alle OPC UA servers te ontdekken die op een heel netwerk van apparaten draaien.

Er is een goede inleiding tot OPC UA discovery servers in dit artikel van Unified Automation:

https://documentation.unified-automation.com/uasdkdotnet/2.5.2/html/L2UaDiscoveryConnect.html

Achtergrond

Voordat u de stappen in dit artikel volgt, moet u begrijpen:

• Basis OPC UA server configuratie.
• Hoe een client te verbinden met de OPC UA server op een PLCnext Control apparaat.
• Hoe beveiligingscertificaten opgeslagen en beheerd worden op een PLCnext Control apparaat.

Procedure

Voor dit voorbeeld is de netwerkopstelling als volgt:

OPC UA Server: AXC F 2152 FW 2020.6.1 IP-adres: 192.168.1.10 DNS-naam: axc-f-2152-1
Local Discovery Server: Windows 10 PC IP-adres: 192.168.1.42 DNS-naam: mypc.mycompany.com
OPC UA Client: Debian 10 PC IP-adres: 192.168.1.3

Deze IP-adressen en DNS-namen worden door dit artikel heen gebruikt, maar natuurlijk moet u deze aanpassen voor uw eigen toepassing.

DNS-namen Instellen

Als uw netwerk geen DNS-server bevat, bewerk het hosts bestand op elk apparaat.

Het hosts-bestand bevindt zich in de volgende directory:

• Windows: C:\Windows\System32\drivers\etc\
• Linux: /etc/

Voeg de volgende nieuwe DNS-invoeringen toe (vervang de IP-adressen en DNS-namen voor uw toepassing):

Op de PLC, voeg de LDS toe:

192.168.1.42 mypc.mycompany.com

Op de LDS machine, voeg de PLC toe:

192.168.1.10 axc-f-2152-1

Op de OPC UA Client machine, voeg zowel de LDS als de PLC toe:

192.168.1.42 mypc.mycompany.com
192.168.1.10 axc-f-2152-1

Controleer of alle invoeringen correct zijn door de DNS-namen (niet de IP-adressen) die u op elk apparaat hebt ingesteld, te pingen.

Local Discovery Server Installeren

De OPC Foundation biedt een Local Discovery Server in de vorm van een Windows-gebaseerd uitvoerbaar bestand. Dit kan gratis gedownload worden (na registratie) vanaf deze pagina:

https://opcfoundation.org/developer-tools/samples-and-tools-unified-architecture/local-discovery-server-lds/

Download en installeer deze LDS op de Windows machine.

OPC UA Client Installeren

Dit voorbeeld gebruikt UaExpert van Unified Automation:

https://www.unified-automation.com/products/development-tools/uaexpert.html

Download en installeer UaExpert op de OPC UA Client machine.

Certificaten Loceren

De diverse OPC UA componenten – Server, Client en LDS – moeten elkaar vertrouwen om veilige communicatie te garanderen. Vertrouwen kan bereikt worden door publieke certificaten uit te wisselen – dat wil zeggen, door het publieke certificaat van elk component in de "trust store" te plaatsen voor de component(en) die erin moeten vertrouwen.

U kunt het publieke certificaat voor elk component als volgt vinden:

OPC UA Server

Het apparaatcertificaat kan standaard in de "OPC UA-self-signed" Identity store worden gevonden. Dit zal anders zijn als u uw eigen certificaat gebruikt.

Het OPC UA servercertificaat kan gedownload worden van de Web Based Management pagina van de PLC. Het certificaat moet vervolgens van PEM-formaat naar DER-formaat worden geconverteerd om door de andere componenten gebruikt te worden. Er zijn een groot aantal gratis tools die hiervoor gebruikt kunnen worden, inclusief het openssl linux commandoregel-tool. Een voorbeeld van het bash-commando dat u kunt gebruiken is:

openssl x509 -outform der -in OPC\ UA-self-signed_certificate.crt -out uaserver.der

LDS Server

Standaard bevindt het certificaat voor de LDS zich hier:

C:\ProgramData\OPC Foundation\UA\pki\own\certs\ualdscert.der

OPC UA Client

• In UaExpert, selecteer het menu-item Instellingen -> Certificaten Beheren.
• Klik op de knop "Applicatiecertificaat Kopiëren Naar...".
• Bewaar het certificaat ergens handig.

Certificaten Kopiëren naar Trust Stores

Kopieer elk certificaat (in .der formaat) naar de trust stores voor de andere twee componenten.

De trust store voor elk component kan als volgt worden gevonden:

OPC UA Server (PLC)

De trust store is de map /opt/plcnext/Security/TrustStores/Empty/trusted

LDS

De trust store is de map C:\ProgramData\OPC Foundation\UA\pki\trusted\certs

OPC UA Client (UaExpert)

• In UaExpert, selecteer het menu-item Instellingen -> Certificaten Beheren.
• Klik op de knop "Certificaatlocatie Openen". Dit is de trust store voor UaExpert.

Alle Firewalls Controleren

Op minima, controleer of de firewall op de LDS-server verkeer op poort 4840 toestaat.

OPC UA Server Configureren in PLCnext Engineer

In PLCnext Engineer, in het OPC UA configuratievenster:

• Controleer of:
  • De DNS-naam hetzelfde is als de eerder geconfigureerde.
  • "Zichtbaarheid van variabelen" niet "Geen" is.
• Discovery Registratie Inschakelen
• Stel de Server URL in op opc.tcp://mypc.mycompany.com:4840 (vervang de DNS-naam van uw LDS-machine)

Schrijf het PLCnext Engineer project naar de PLC.

De PLC zal nu automatisch proberen de OPC UA server te registreren bij de LDS.

OPC UA Server Ontdekken en Verbinden

• In UaExpert, klik op de + (plus) knop in de werkbalk.
• Rechtsklik op de "Lokaal" tak van de boomweergave, en selecteer "Discovery URL Bewerken".
• In het tekstvak, voer opc.tcp://mypc.mycompany.com:4840 in (vervang de DNS-naam van uw LDS-machine), en klik OK.

De OPC UA server zou in de Lokaal tak van de boom moeten verschijnen. U kunt nu deze details gebruiken om op de gewone manier verbinding te maken met de OPC UA server.

Probleemoplossing

• Het LDS logbestand bevindt zich hier: C:\ProgramData\OPC Foundation\UA\Discovery\opcualds.log. Het is mogelijk om het LogLevel (en veel andere parameters) te wijzigen in het volgende bestand: C:\ProgramData\OPC Foundation\UA\Discovery\ualds.ini. LogLevel = debug geeft de meest gedetailleerde loggegevens. Na het wijzigen van LDS-instellingen kan het nodig zijn om de LDS opnieuw te starten via de Windows "Services" console. De weergavenaam van de LDS is "OPC UA Local Discovery Server".
• Let op dat de LDS de URL van de OPC UA server kan retourneren met .local. toegevoegd aan de DNS-naam. Deze DNS-naam moet oplosbaar zijn door een multicast mDNS-server. Als deze DNS-naam niet kan worden opgelost, verschijnt een foutmelding met de URL in het UaExpert logvenster. Het valt buiten de scope van deze tutorial om te beschrijven hoe een multicast DNS-server te installeren en configureren om DNS-namen met een .local. achtervoegsel op te lossen.

Conclusie

Onduidelijk is er niet veel voordeel in het gebruik van een LDS wanneer er slechts één OPC UA server op een netwerk is. Maar voor netwerken die grote aantallen OPC UA servers bevatten, biedt een LDS een handige manier om die servers te bladeren en ermee te verbinden.