Co rozumíme pod pojmem OPC UA?
"Open Platform Communications Unified Architecture" (zkráceně OPC UA) je komunikační standard nezávislý na platformě, který v roce 2008 vydala OPC Foundation. Tento standard je mezinárodně normován v IEC 62541 a je celosvětově podporován dodavateli automatizace pro hardware a software.
OPC UA přitom popisuje nejen komunikační protokol, ale také sémantiku přenášených objektů. Tím je standardizován přístup ke všem systémům v průmyslovém prostředí a umožněn přenos dat mezi stroji nezívisle na výrobci.
OPC UA FX: Jednotná komunikace od pole až po cloud
OPC UA FX (Field eXchange)
OPC UA FX je specifikace OPC UA, která je vyvíjena v takzvané „Field Level Communications Initiative“. Díky tomu lze standard dosud využívaný pouze v překrývajících se komunikačních vrstvách nyní používat až do úrovně pole. To umožňuje přenos procesních a konfiguračních dat mezi automatizačními komponentami na úrovni pole nezávisle na výrobci.
OPC UA FX za tímto účelem rozšiřuje dosavadní protokol o různé aplikační profily pro automatizaci závodů a procesů, např. I/O, Safety nebo Motion. Kromě toho budou definovány standardizované modely přístrojů pro jednotnou konfiguraci a jednotnou diagnostiku přístrojů v síti. Pracuje se také na popisu nezbytných zkoušek shody pro zajištění vysoké kompatibility. Celkově bude v budoucnu možno celoplošně připojit ke cloudu polní přístroje a tím průběžně propojit IT a OT.
Nejdůležitější vlastnosti OPC UA
Komunikační mechanismy
Téma OPC UA bylo dlouhou dobu vnímáno jako technologie klient-server. Zejména u cloudových scénářů má však tento přístup své meze. Z tohoto důvodu byla OPC UA 2018 prostřednictvím specifikací OPC UA PubSub rozšířena o komunikaci bez spojení. Client-server a PubSub využívají informace ze stejné oblasti názvů. Oba přístupy lze používat současně jak v síti, tak i v zařízení.
Při komunikaci klient-server žádá klient o informaci (Request) a obdrží ze serveru odpověď (Response).
OPC UA s komunikací klient-server
OPC UA s komunikací klient-server je v oblasti automatizace velmi rozšířena. V tomto osvědčeném komunikačním mechanismu má každý klient OPC UA prostřednictvím komunikace „od bodu k bodu“ přístup k datům serveru OPC UA. Server OPC UA tak tvoří základ komunikace OPC tím, že zpracovává požadavky klientů a následně předávává zpět odpověď. Klient OPC je tak logickým protějškem serveru OPC, který vytváří komunikační relace. V obecné rovině může komunikace klient/server dosáhnout svých mezí, pokud má síť mnoho účastníků.
Při komunikaci PubSub odesílá server svá data do sítě (Publish). Tato data může přijmout každý klient (Subscribe).
OPC UA s komunikací PubSub
U OPC UA s modelem PubSub probíhá komunikace bez spojení a nepotvrzeně. PubSub znamená Publish a Subscribe, neboť server může svá data odesílat do sítě (Publish), takže je může přijímat každý klient (Subscribe). Aby bylo možné tato data šifrovat a dešifrovat, musí mít oba partneři při komunikaci stejná bezpečnostní oprávnění. Buď jeden prvek Publisher poskytuje data, která může v síti přijímat libovolný počet prvků typu Subscriber, nebo mnoho prvků Publisher posílá informace jednomu prvku Subscriber. OPC UA PubSub se tak ideálně hodí pro přímou komunikaci IoT nebo pro rychlé cyklické procesy na úrovni pole.
OPC UA PubSub a TSN umožňují komunikaci v reálném čase na úrovni řídicích jednotek a zařízení.
OPC UA a Time-Sensitive Networking
V kombinaci s Time Sensitive Networking (TSN) umožňuje OPC UA PubSub komunikaci v reálném čase v rovině řídicích jednotek a zařízení. OPC UA PubSub splňuje požadavky časově kritických aplikací s vysokou synchronností, determinismem a konvergencí. Synchronizace času a prioritizace dat zajišťují, že se komunikace IT a OT v sítích podporujících TSN vzájemně neovlivňují.
OPC UA zahrnuje základní mechanismy bezpečného používání architektury.
OPC UA a kybernetická bezpečnost
Jako centrální součást propojení do sítě integroval OPC UA velké množství mechanismů kybernetické bezpečnosti. Speciální bezpečnostní vrstva definuje ověřování služeb a zařízení a také šifrování, podepisování a ověřování dat prostřednictvím tokenů, certifikátů nebo uživatele a hesla. Role a nezbytné bezpečnostní pověření lze přitom spravovat centrálně a distribuovat standardizovaně.
Naše zapojení v OPC Foundation Standard pro budoucnost
S cílem dosáhnout jednotného komunikačního standardu napříč výrobci nyní společnost Phoenix Contact a další společnosti podporují nadaci OPC Foundation v jejím úsilí o standardizaci OPC UA až na úroveň pole. Společnost Phoenix Contact jako jedna z vůdčích sil této iniciativy spolupracuje v různých pracovních skupinách OPC Foundation, aby definovala budoucí standard pro všechna zařízení v OT – od snímače přes akční prvky až po řídicí jednotky.
Další nové komunikační technologie Stabilní komunikace až k poli
V mnoha komisích a standardizačních projektech dnes vznikají nové komunikační standardy jako OPC UA, TSN, Single Pair Ethernet a 5G. Tyto nové technologie však od sebe nelze oddělovat, tvoří totiž společně komunikaci budoucnosti.
Jako technologický lídr s více než 30 lety zkušeností v oblasti průmyslové komunikační techniky se společnost Phoenix Contact angažuje ve všech důležitých standardizačních komisích. Tam pro vás vytváříme nový komunikační standard pro automatizaci vhodný pro každého výrobce.
Získejte na našich stránkách více informací o nových standardech.
