OPC UA: einfach erklärt

Kurzdefinition

OPC UA ist ein herstellerunabhängiger Standard für den strukturierten Datenaustausch zwischen Steuerungen, Bediengeräten, SCADA, MES und IT-Systemen. Ein Server stellt Datenpunkte mit Beschreibung bereit, ein Client liest oder schreibt sie; Verschlüsselung, Benutzerrechte und Zertifikate sind vorgesehen.

Schematische Grafik: OPC-UA-Clients (SCADA, MES) lesen, schreiben und abonnieren Daten eines OPC-UA-Servers mit Adressraum; darunter die Sicherheitsfunktionen Zertifikate, Signieren sowie Signieren und Verschlüsseln.
Grafik: DMNK Digital, KI-erstellt

Erklärung

OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) wird von der OPC Foundation gepflegt und ist als Normenreihe IEC 62541 veröffentlicht. Es ist der Nachfolger des älteren „klassischen“ OPC, das auf Windows-Technik beruhte. OPC UA ist plattformunabhängig und läuft auf Industrie-PCs ebenso wie direkt in vielen Steuerungen.

Das Grundprinzip ist Client und Server. Der Server, zum Beispiel eine SPS oder ein Gateway, stellt einen Adressraum bereit: eine Baumstruktur aus Objekten und Variablen. Ein Wert wird dabei nicht nur als Zahl übertragen, sondern mit Name, Datentyp, Einheit und Beziehungen zu anderen Objekten. Der Client, etwa ein SCADA-System oder ein Edge-Gateway, verbindet sich, durchsucht den Adressraum, liest Werte oder abonniert Änderungen.

Für die Verbindung nutzt OPC UA häufig ein eigenes binäres Protokoll über TCP; der übliche Standardport ist 4840. Der tatsächlich genutzte Port hängt aber von der Konfiguration ab und muss in Firewall-Regeln stimmen. Neben Client/Server gibt es auch ein Publish/Subscribe-Modell, das unter anderem MQTT als Transport nutzen kann.

Sicherheit ist im Standard eingebaut, muss aber eingeschaltet werden. Client und Server tauschen Zertifikate aus und müssen sich gegenseitig vertrauen. Dazu kommen Sicherheitsrichtlinien für Signatur und Verschlüsselung sowie Benutzeranmeldung. Die Einstellung „None“ ohne Signatur und Verschlüsselung ist für Tests bequem, gehört aber nicht in den Dauerbetrieb.

Zusätzlich gibt es sogenannte Companion Specifications: gemeinsam vereinbarte Datenmodelle für bestimmte Gerätearten oder Branchen. Sie sorgen dafür, dass etwa Maschinen verschiedener Hersteller ihre Daten in gleicher Struktur anbieten.

Praxisbeispiel

Eine SPS stellt per OPC UA Temperatur, Stückzahl und Anlagenstatus bereit. Ein Leitsystem soll sich als Client verbinden, bekommt aber nur „BadSecurityChecksFailed“. Ursache: Das Client-Zertifikat liegt auf der SPS noch in der Liste der abgelehnten Zertifikate. Nachdem es geprüft und als vertrauenswürdig verschoben wurde, steht die Verbindung, und zwar signiert und verschlüsselt statt über „None“.

Typische Fehler

  • Client und Server verwechselt. Wer stellt Daten bereit, wer holt sie ab? Das bestimmt Richtung und Firewall-Regel.
  • Zertifikate nicht gegenseitig vertraut. Die Verbindung scheitert, obwohl Netz und Port in Ordnung sind.
  • Port in der Firewall nicht freigegeben. Ping funktioniert, OPC UA aber nicht.
  • Sicherheitsmodus „None“ im Betrieb. Bequem, aber ohne Schutz gegen Mitlesen und Manipulation.
  • Datenpunkte ohne Struktur. Variablen ohne klare Namen, Einheiten und Beschreibung verschenken den größten Vorteil von OPC UA.
  • Ablaufende Zertifikate vergessen. Nach Jahren steht plötzlich die Verbindung.

Verwandte Begriffe

  • Port: OPC UA braucht einen erreichbaren TCP-Port
  • Firewall: regelt, wer den Server erreichen darf
  • Edge-Gateway: häufiger OPC-UA-Client in Richtung IT
  • MQTT: Alternative und Ergänzung für Datenweitergabe
  • SCADA: typischer Abnehmer der Daten
  • Modbus: einfacheres, unstrukturiertes Gegenstück

Praxisnotiz von Dominik

Bevor ich eine OPC-UA-Verbindung einrichte, kläre ich, wer auf beiden Seiten für die Zertifikate zuständig ist. Technisch steht die Verbindung oft schnell, organisatorisch fühlt sich danach aber niemand mehr verantwortlich. Das Ablaufdatum trage ich deshalb gleich in den Wartungskalender ein, zusammen mit dem Namen der Person, die sich darum kümmert.

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Quellen

Stand: 10/2026 · Normen werden nur referenziert, nicht zitiert.