Starting with the Qt 5.13 release, due end of May, the Qt OPC UA API in combination with the Unified Automation backend officially supports secure connections to servers (Sign or SignAndEncrypt message security mode). The following article outlines the changes to the Qt OPC UA API and shows how to get secure connections also with the open62541 backend.
Security related QOpcUaClient API changes
To enable secure connections a number of changes to the API of the QOpcUaClient were necessary – some of them preventing existing code from compiling. In summary:
The connectToEndpoint() method which takes a QUrl parameter has been removed. The only supported way to specify which server to connect to is now via an endpoint description retrieved using requestEndpoints().
supportedSecurityPolicies() returns a list with the OPC UA security policies supported by the current backend.
setPkiConfiguration() is used to configure QOpcUaClient with a client certificate, a corresponding private key and the necessary data to verify server certificates.
setIdentity() configures the identity information QOpcUaClient provides to the server during the connect. This information can also be initialized from the client certificate.
Up to Qt 5.12, login credentials were supplied to QOpcUaClient by encoding username and password in the URL. setAuthenticationInformation() replaces this by a clean API which can be used to select anonymous, username and password or X509 certificate based authentication.
The connectError() signal is emitted when a connection to a server fails. Depending on the error, the connected slot is able to override it (for example an untrusted or no longer valid server certificate).
If the private key is protected with a password, the passwordForPrivateKeyRequired() signal is emitted. The user can then supply the password in the connected slot.
Auch in diesem Jahr war basysKom auf der Embedded World und der begleitenden Fachkonferenz vertreten, welche vom 26. bis 28. Februar in den Hallen der Nürnberg Messe stattfanden.
In ihrem 17. Veranstaltungsjahr deckte die internationale Leitmesse mit einer Vielzahl an Ausstellern wieder die gesamte Bandbreite der Embedded Systeme ab und verzeichnete zahlreiche Fachbesucher. Die Anzahl der Aussteller und auch der Besucher erreichten Rekordniveau.
Trendthemen in diesem Jahr: KI, Safety and Security, ebenso wie HMI, M2M, Open Source, Edge und Cloud Computing.
An unserem Stand konnten sich Interessierte anhand unseres neuen Showcases aktuelle Entwicklungen im Bereich der digitalen Industrieproduktion zeigen lassen, sowie anregende Diskussionen mit unseren Fachleuten führen. Ein besonderes Highlight bestand hier in einer im Showcase integrierten Sprachsteuerung, welche die Automatisierung der Produktionsstraße durch einen hands-free Workflow optimiert.
Im Bereich des Cloud Computing boten wir unseren Besuchern eine Remote-Monitoring Anwendung. Diese war aufgebaut auf der Cloudtechnologie Azure von Microsoft und dem WebApplication-Framework Angular.
Auch an der begleitenden Konferenz beteiligte sich basysKom mit zwei Vorträgen. Bei diesen referierten wir über die Erstellung von Embedded Computer Vision Applications mit Qt und über die Applikationsentwicklung mit der Open Source-Implementierung open62541 nach OPC-UA-Standard.
An OPC UA server supporting historical access allows clients to access historical data or historical events. Such a server can act as a process or event historian. open62541-based servers were till recently completely missing the ability to support these use cases. basysKom has extended the server API to support access to historical data using the “read raw” functionality specified in OPC UA part 11. This allows to create a simple process historian. This article provides an overview about this API and a short tutorial how to use it.
Overview
Most of the new functionality is contained within a plugin called UA_HistoryDatabase. This plugin contains three main API elements.
UA_HistoryDatabase (same name as the plugin) which contains the main interface between the server itself and the plugin.
UA_HistoryDataBackend which implements the integration with a specific database. A sample implementation based on a simple in-memory database is provided.
UA_HistoryDataGathering which encapsulates the gathering and storage of data.
The following diagram gives an overview how these API elements interact.
Tutorial
The following tutorial will first demonstrate how to create a simple server, hosting a single variable node. We will extend this server to store this value in an in-memory database each time it changes.
The resulting server can be browsed and the variable can be read. We use UAExpert for this tasks.
We now extend this example so that the server will be able to handle request for historical values for this node. Each of the following snippets contains enough context so it is clear where to add the code into the initial server code.
Again we rely on the UAExpert to validate the server. First update the variable a few times (so we actually have some historical values). Next we want to read them. For that we use the “History Trend View” which is available via Document → Add → Document Type. The resulting view shows either a graph or (in a second tab) a list of your historical values. If no values are plotted or the list is empty make sure that the right time interval is used in the request.
Conclusion & future work
It is now possible to create open62541-based servers which support the gathering and reading of historical data values. A number of plugin interfaces has been defined which can be used to implement functionality such as support for additional databases (e.g. sqlite). There is additional work to be done to support other history read details such as “read event”, “read modified”, “read processed” or “read at a time”. Also the history update service still needs to be implemented.
In addition to being a contributor to the project, basysKom also provides commercial support for the open62541 OPC UA stack. Talk to us if you are interested in project/application support, the implementation of missing features or bugfixing.
Ob
beim automatischen Sortieren von Briefen, beim Erkennen von
Materialfehlern in der Produktion oder bei der Vermessung: überall
dort, wo Maschinen ihre Umwelt erkennen müssen, kommt Computer
Vision zum Einsatz.
OpenCV
ist ein populäres Open Source Framework, das eine große Anzahl an
Algorithmen für die Bilderkennung zur Verfügung stellt. Eine
Bibliothek zur Umsetzung prototypischer HMIs mit Fokus auf
Parametereinstellung ist vorhanden, für anspruchsvollere Aufgaben
sollte OpenCV jedoch mit einem HMI-Framework integriert werden.
In einem aktuellen Artikel in der Design&Elektronik geben unsere Software Entwickler Berthold Krevert und Torsten Rahn einen Überblick, welche Themen bei der Integration von Open CV und Qt Quick zu beachten sind.
Die Embedded-Community trifft sich wieder im Rahmen der jährlich stattfindenden Embedded World sowie der begleitenden Konferenz in Nürnberg. basysKom wird an verschiedenen Stellen präsent sein:
Diskutieren Sie mit uns an unserem Stand in der Halle 4, Stand 400 oder als Partner bei The Qt Company, Halle 4, Stand 258, über aktuelle Themen in der Entwicklung von HMIs und Anwendungen für technische Aufgaben und freuen Sie sich auf unseren neuen Showcase. Wir zeigen – von der Steuerung bis in die Cloud – Digitalisierung im Kontext einer industriellen Produktionsstraße. Als besonderes Highlight haben wir dieses Jahr eine Sprachsteuerung in unsere Industrial HMI integriert. Damit werden hands-free Workflows auch an der Maschine möglich. Auf der Cloud-Seite zeigen wir eine Remote-Monitoring Anwendung basierend auf Microsoft Azure und Angular.
basysKom ist auch mit zwei Vorträgen auf der embedded world Conference 2019 vertreten:
Dienstag, 26.02.2019 um 16:00 Uhr Berthold Krevert: Embedded Computer Vision Applications with Qt
In dieser Präsentation wird dargestellt, wie komplexe HMIs für Computer Vision-Anwendungen mit Qt erstellt werden.
Donnerstag, 28.02.2019 um 14:00 Uhr Frank Meerkötter: OPC UA Application Development with open62541
open62541 ist eine freie und Open Source-Implementierung des OPC-UA-Standards. Nach einem Start im größtenteils akademischen Kontext sieht es in kommerziellen Projekten immer mehr Akzeptanz.
Sichern Sie sich mit uns eine kostenlose Eintrittskarte indem Sie sich einfach bei uns melden. Wir freuen uns auf Ihren Besuch!
This prompted us to also take a closer look at the bindings (the Python module is called PySide2) and also the underlying technology, namely the binding generator called Shiboken2.
This post will show you how to create a set of Python bindings for a small Qt library from scratch.
PySide2
The Qt bindings themselves are easy to install and use.
If you have a python interpreter and the pip package manager set up on your system, whether it is Windows or Linux, you can install the module via pip install PySide2 and are ready to go.
Shiboken2
While
it is nice to use the Qt framework from Python it is even better to be
able to quickly create Python bindings for your own Qt libraries and use
their API from Python with relatively little work.
Setup
All examples on this article have been run on Ubuntu 18.04, the setup steps for other platforms might vary.
Since the most recent documentation advises to build Shiboken2 from source for building your own bindings, we will do that now.
Der Software-Spezialist für Industrie und Maschinenbau, basysKom, und voice INTER connect, Experte für industrielle Sprachsteuerungen, stellen zur SPS IPC Drives in Nürnberg vom 27.-29.11.2018 gemeinsam ihr Konzept für eine multimodale Bedienung einer Automatisierungslösung vor.
Mit der Einbeziehung menschlicher Sprache als zusätzliche Modalität in industrielle Bedienkonzepte ergeben sich ganz neue Möglichkeiten für die effiziente Überwachung und Statusabfrage großer Anlagen, Wissensmanagement und maschinelle Assistenz in komplexen Fertigungsprozessen sowie bei der Effizienzsteigerung durch kontextbezogene Bereitstellung von Informationen in Konfigurations- und Wartungsprozessen.
Zur SPS IPC Drives wurde durch beide Unternehmen prototypisch eine Fertigungsanlage mit Sprachbedienfunktionen auf Basis von vicCONTROL industrial ausgestattet. Der Besucher kann auf dem Stand der Spectra GmbH & Co. KG in Halle 7 Stand 420 erleben, welche Effizienzvorteile eine ortsunabhängige und parallele Konfiguration und Bedienung der Maschinenfunktionen per Sprache bieten. Unabhängig vom Zustand der klassischen GUI können Prozessdaten abgefragt und Konfigurationen per Sprache umgeschaltet werden. Die stationäre Bedienung über ein GUI-Terminal kann unter Nutzung von OPC-UA z.B. für Wartungszwecke auf ein mobiles Bedienterminal dupliziert werden. Hier spielen sprachbasierte, kontextbezogene Informationsabfragen und akustische Hilfefunktionen ihre Stärken aus.
Neugierig geworden? Erleben Sie die Vorteile einer Sprachbedienung live und diskutieren Sie mit uns den Einsatz von Sprachbedienung in Ihrer Automationslösung.
Anwendungen und Maschinen sind heute nicht mehr ausschließlich lokal. Die Integration in und mit übergeordneten Systemen ist ein wichtiger Aspekt, um Mehrwert zu generieren. Über die HMI an der Maschine wird diese gesteuert. Gleichzeitig müssen Daten und Zustände dieser Maschine an übergeordnete Systeme übertragen und dort zur Nutzung weiter aufbereitet und gespeichert werden. Einsatzbeispiele sind dabei: Monitoring, Predictive Maintenance, Verbrauchsdatenüberwachung, Einsatzplanung und vieles mehr.
basysKom präsentiert dies auf Basis des bekannten Industrial HMI Showcases, der um ein Maschinenmonitoring unter Verwendung von Microsoft Azure™ Diensten erweitert wurde. Die lokale Bedienung per HMI wird am Beispiel einer Verpackungsanlage dargestellt. Telemetriedaten werden auf der Embedded Hardware an der Anlage akquiriert, über eine sichere Datenkommunikation an die skalierbare Microsoft Azure™ Infrastruktur übertragen und dort verarbeitet. Über eine web-basierte Monitoring-Anwendung werden die Ergebnisse bereitgestellt.
Als etablierter Dienstleister für die Entwicklung industrieller Anwendungen bietet basysKom Unterstützung über die gesamte Verarbeitungskette:
Sichere Einbindung von Maschinen in eine Cloud-Infrastruktur
Datenerfassung und Aufbereitung auf der Maschine (Device to Cloud)
Verarbeitung von Befehlen und Konfigurationsänderungen aus der Cloud (Cloud to Device)
Sichere Datenübertragung mit MQTT, AMQP und OPC UA
Entwurf und Umsetzung von skalierbaren Anwendungsarchitekturen mit den Mitteln von Microsoft Azure™
Entwicklung von Anwendungen und HMIs mit Webtechnologien für die Darstellung und Nutzung der Daten
Eingesetzte Technologien:
Embedded Linux
C, C++ und Qt
Qt Quick (lokales HMI)
MQTT, REST, WebSockets
OPC UA (Qt OPC UA, open62541)
Microsoft Azure™ als Cloud-Plattform
Umsetzung der Dienste über node.js
Webtechnologie: Single-Page Application basierend auf Angular, umgesetzt mit Javascript und Typescript
Google-Firebase (Smartwatch)
Sollten Sie noch eine Eintrittskarte für die Messe benötigen, melden Sie sich gerne bei uns.
19 June 2018, basysKom Development Lead Frank Meerkötter and Michele Rossi from The Qt Company presented a webinar: Qt OPC UA – An Overview
Driven by topics such as Industry 4.0 and IoT, OPC UA has established itself as the de facto standard for the communication of industrial devices and applications. Qt 5.11 ships with Qt OPC UA, a new module which has been developed by basysKom, together with The Qt Company. Qt OPC UA enables out of the box integration of OPC UA enabled devices with Qt applications.
