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P4NR OPC UA for NodeJS (Deutsch)

OPC UA, node-opcua und Companion Specs mit Node.js 24 verstehen und einsetzen

Klaus Landsdorf

OPC UA ist die offene Sprache moderner Automatisierung, node-opcua der führende quelloffene TypeScript-Stack dafür. Dieses Buch erklärt Architektur, SDK und Companion Specs wie Machinery, Robotics und LADS verständlich – mit Lernpfad, lauffähigen Node.js-24-Beispielen und klaren Quellenangaben zur OPC-Foundation-Referenz.

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OPC UA ist die offene, herstellerneutrale Sprache moderner Automatisierung – und node-opcua der führende quelloffene TypeScript-/Node.js-Stack dafür. Dieses Handbuch führt Sie von den Grundlagen der OPC-UA-Architektur über die Kernfunktionen von node-opcua (Client, Server, Subscriptions, Sicherheit, Historie, Alarme) bis zu einem praktischen Lernpfad mit lauffähigen Node.js-24-Beispielen.

Den Abschluss bildet ein ausführlicher Teil zu OPC-UA-NodeSets und Companion Specifications: Machinery, Robotics, Machine Tool, LADS, IJT/Tightening und viele weitere Branchenmodelle werden erklärt, eingeordnet und mit node-opcua-Code gezeigt – jeweils mit sauberer Quellenangabe zur offiziellen OPC-Foundation-Referenz. So nutzen Sie jahrelanges Branchenwissen, statt Architektur und Datenmodelle selbst neu zu erfinden.

Examples: https://github.com/PLUS-for-Node-RED/node-opcua/tree/support/v2/book

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Klaus Landsdorf

Hybrid-Expert for OT/IT - IIoT - IoT - Industrie 4.0

Contents

Table of Contents

node-opcua: Das Handbuch

  1. OPC UA mit TypeScript und Node.js meistern

Vorwort

  1. Für wen ist dieses Buch?
  2. Wie Sie dieses Buch lesen
  3. Konventionen
  4. Danksagung
  5. Teil I: OPC UA Spezifikation

Geschichte, Ziele und Architektur

  1. Die Story: Warum überhaupt ein neues Protokoll?
  2. Was ist OPC UA?
  3. Warum OPC UA?
  4. Client/Server und Pub/Sub
  5. Logische Architektur
  6. Transport
  7. Stacks und Zertifizierung

Das Informationsmodell

  1. Knotentypen (NodeClasses)
  2. NodeId
  3. BrowseName, DisplayName, Attributes
  4. Referenzen und Hierarchie
  5. DataValue, Variant, StatusCode
  6. Data Access (DA)
  7. Events, Alarms & Conditions
  8. Methoden
  9. Historizing
  10. NodeSets und Companion Specs

Services und Transport

  1. Discovery Service Set
  2. Secure Channel Service Set
  3. Session Service Set
  4. View Service Set
  5. Attribute Service Set
  6. Method Service Set
  7. MonitoredItem- und Subscription Service Set
  8. Nicht oder nur kommerziell
  9. Encoding und Chunking

Sicherheit in OPC UA

  1. Drei Ebenen
  2. Message Security Mode
  3. Security Policies (Auswahl)
  4. Zertifikate und Trust Lists
  5. Benutzeridentitäten
  6. Autorisierung und Rollen (Part 18)
  7. Praktische Checkliste
  8. Teil II: Das node-opcua-SDK

SDK-Überblick

  1. Warum ein SDK und nicht die Spec direkt implementieren?
  2. Was ist node-opcua?
  3. Installation
  4. Node.js-Version
  5. Typischer Import
  6. Architektur des Monorepos
  7. Stärken
  8. Grenzen (Open Source)

Client-Features

  1. OPCUAClient
  2. Session-Fähigkeiten
  3. Subscriptions und Monitored Items
  4. Benutzeridentität
  5. Discovery vom Client
  6. Weitere Client-Pakete

Server und Address Space

  1. OPCUAServer
  2. ServerEngine und Address Space
  3. Modellierungs-API
  4. Nodesets laden
  5. Diagnostik
  6. Lebenszyklus

Subscriptions, Events und Data Access

  1. DataChange-Subscriptions
  2. Event-Subscriptions
  3. Data Access im SDK
  4. Extension Objects und komplexe Typen

Sicherheit, Zertifikate und Konfiguration

  1. OPCUACertificateManager
  2. Security an Client und Server
  3. Server Configuration / Push Certificates
  4. UserManager

Historie, Alarme und Methoden

  1. Methoden
  2. Historizing
  3. Alarms & Conditions
  4. File Transfer

Discovery, File Transfer und Role-Based Security

  1. Discovery und LDS
  2. Role-Based Security (OPC 10000-18)
  3. Pseudo-Session

Pakete, Samples und Erweiterungen

  1. Wichtige Packages (Kurzliste)
  2. Samples im Repo
  3. Kommerzielle / Membership-Module
  4. Feature-Matrix
  5. Teil III: Lernpfad mit Node.js 24

Setup für Node.js 24

  1. Ziel dieses Teils
  2. Projekt anlegen
  3. Beispiele herunterladen
  4. Lernreihenfolge

Beispiel: Miniserver

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Was passiert?
  4. Der vollständige Code

Beispiel: Client – Browse und Read

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Ablauf
  4. Der vollständige Code
  5. Typische Stolperfallen

Beispiel: Subscription

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Konzept
  4. Der vollständige Code
  5. Parameter zum Spielen

Beispiel: Methoden

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Server-Seite
  4. Client-Seite

Beispiel: Data Access

  1. Lernziel
  2. Start
  3. SDK-Helfer
  4. Der vollständige Code

Beispiel: Alarme

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Der vollständige Code
  4. Vertiefung

Beispiel: Historie

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Client

Beispiel: Sicherer Zugriff (UserName)

  1. Lernziel
  2. Start
  3. Server
  4. Client
  5. Nächste Schritte in Richtung Produktion
  6. Teil IV: OPC UA NodeSets und Companion Specs

NodeSets und Companion Specs – Einführung

  1. Wozu dieser Teil?
  2. Was ist ein NodeSet?
  3. Was ist eine Companion Spec?
  4. Lehre vs. Lizenz – Klarstellung
  5. Katalog in node-opcua
  6. Lesereihenfolge
  7. Zitierstil in den Unterkapiteln

OPC UA Standard NodeSet (UA)

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. node-opcua
  5. Quellen

Device Integration (DI) – OPC 10000-100

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte (Auswahl)
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua nutzen
  6. Lehre: typischer Fehler
  7. Quellen

Analyzer Device Integration (ADI)

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Domänen-Spec ist kein Ersatz für DI
  7. Quellen

AutoID – OPC 30010

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Scan-Events statt Polling
  7. Quellen

Machine Vision – OPC 40100

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Recipe- vs. Result-Denken trennen
  7. Quellen

Commercial Kitchen Equipment – OPC 30200

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Energie- und Health-Felder aus DI weiterverwenden
  7. Quellen

Asset Management Basics (AMB) – OPC 10000-110

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: AMB selten isoliert laden
  7. Quellen

GDS-Informationsmodell – Part 12 / GDS NodeSet

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: NodeSet ≠ Betrieb
  7. Quellen

Industrial Automation (IA) – OPC 10000-200

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: IA ist unsichtbarer Klebstoff
  7. Quellen

Machinery – OPC 40001-1

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua – Praxis
  6. Lehre: AddIns
  7. Quellen

Machinery Jobs – OPC 40001-3

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Formale Dependency vs. sinnvolle Gesamtarchitektur
  7. Quellen

Machinery Result – OPC 40001-101

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Generisches Muster erkennen und wiederverwenden
  7. Quellen

Machinery Process Values – OPC 40001-2

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Semantik ist kein Nice-to-have
  7. Quellen

Machine Tool – OPC 40501

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten (Katalog)
  5. node-opcua
  6. Quellen

CNC – OPC 40502

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: CNC- und Machine-Tool-Sicht bewusst zusammenführen
  7. Quellen

Robotics – OPC 40010

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Quellen

Woodworking – OPC 40550

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Branchenmodell erbt von Machinery, nicht umgekehrt
  7. Quellen

Flat Glass – OPC 40301

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Linienintegration statt Einzelmaschine
  7. Quellen

PackML – OPC 30050

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Zustandsnamen sind bereits vereinbart – nutzen Sie sie
  7. Quellen

IO-Link und IO-Link IODD – OPC 30120

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Prozess- und Servicedaten sauber trennen
  7. Quellen

PADIM und IRDI – Semantik für Prozesswerte

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: IRDI ist Infrastruktur, kein Selbstzweck
  7. Quellen

ISA-95 Job Control – OPC 10031-4

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Basis-Vokabular, keine fertige MES-Integration
  7. Quellen

IJT Base und Tightening – OPC 40450 / 40451

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Die längste Dependency-Kette im Katalog lohnt das Nachvollziehen
  7. Quellen

LADS – OPC 30500

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Fertigungsmuster im Labor wiedererkennen
  7. Quellen

Metal Forming – OPC 40503

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Der Dependency-Graph ist die eigentliche Lehre
  7. Quellen

Scales / Weighing – OPC 40200

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Eichrechtliche Werte gesondert behandeln
  7. Quellen

I4AAS – OPC UA und Asset Administration Shell

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Zwei Communities, ein Modell
  7. Quellen

Weihenstephan – OPC 40600

  1. Die Story
  2. Wofür einsetzen?
  3. Kernkonzepte
  4. Abhängigkeiten
  5. node-opcua
  6. Lehre: Migration statt Neubau
  7. Quellen

NodeSets praktisch in node-opcua nutzen

  1. Lernziel
  2. Die nodesets-Map
  3. Lade-Rezept (Checkliste)
  4. Muster A – Typ suchen und Subtypen
  5. Muster B – Instanz in DeviceSet / Machines
  6. Muster C – TypeScript-Bindings
  7. Muster D – Client gegen Companion-Server
  8. Dependency-Graph (vereinfacht)
  9. Beispielskript im Buch
  10. Conformance und Realität
  11. Quellen

Anhang A: Leanpub- und Markua-Hinweise

  1. Ordnerstruktur dieses Manuskripts
  2. Markua-Konventionen in diesem Buch
  3. Leseprobe (Teaser)
  4. Veröffentlichung
  5. Freigabetexte für die Leanpub-Buchseite

Anhang B: Glossar

Anhang C: Ressourcen

  1. node-opcua
  2. OPC Foundation
  3. Leanpub / Markua
  4. Weiterführendes Buch

Anhang D: Quellenverzeichnis Companion Specs

  1. node-opcua-Primärquellen
  2. Rechtlicher Hinweis (Lehre)

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