Hvad menes der med OPC UA?
"Open Platform Communications Unified Architecture" (forkortet OPC UA) er en platformsuafhængig kommunikationsstandard, som blev offentliggjort af OPC Foundation i 2008. Standarden er beskrevet internationalt i IEC 62541 og understøttes over hele verden af automationsleverandører til hardware og software.
OPC UA beskriver her ikke kun en kommunikationsprotokol, men også de overførte objekters semantik. Dette standardiserer adgangen til alle systemer i det industrielle miljø og muliggør producentuafhængig dataudveksling mellem maskiner.
OPC UA FX: Ensartet kommunikation fra field til cloud
OPC UA FX (Field eXchange)
OPC UA FX er en specifikation af OPC UA, der udvikles i det såkaldte "Field Level Communications Initiative". Det betyder, at standarden, som tidligere kun blev brugt på overordnede kommunikationslag, nu kan bruges helt ned på fieldniveau. Dette muliggør udveksling på tværs af producenter af proces- og konfigurationsdata mellem automatiseringskomponenter på fieldniveau.
OPC UA FX udvider den tidligere protokol til at omfatte forskellige applikationsprofiler til fabriks- og procesautomatisering, f. eks. I/O, Safety eller Motion. Derudover defineres der standardiserede enhedsmodeller til ensartet konfiguration og diagnosticering af enhederne i netværket. Også de nødvendige overensstemmelsestests for en høj kompatibilitet er beskrevet. Alt i alt vil dette betyde, at feltenhederne i fremtiden vil kunne forbindes til skyen overalt, hvilket muliggør en sammenhængende forbindelse mellem IT og OT.
De vigtigste kendetegn for OPC UA
Kommunikationsmekanismer
I lang tid blev OPC UA udtænkt som en Client-Server-teknologi. Denne tilgang er dog begrænset, især i Cloud-scenarier. Af denne grund blev OPC UA 2018 udvidet til at omfatte forbindelsesfri kommunikation via OPC UA PubSub-specifikationen. Client-Server og PubSub bruger oplysningerne fra det samme navneområde. Begge tilgange kan bruges samtidigt i et netværk såvel som i en enhed.
I Client-Server-kommunikation beder en klient om information (Request) og modtager et svar fra en server (Response).
OPC UA med Client-Server-kommunikation
OPC UA med Client-Server-kommunikation er udbredt inden for automatisering. I denne gennemprøvede kommunikationsmekanisme har hver OPC UA-klient adgang til OPC UA-serverens data via punkt-til-punkt kommunikation. OPC UA-serveren danner således grundlaget for OPC-kommunikation ved at behandle klientens anmodninger og derefter returnere et svar. OPC-klienten er således den logiske pendant til OPC-serveren, som etablerer kommunikationssessionerne. Generelt kan Client-Server-kommunikation møde sin begrænsning, når netværket har mange deltagere.
Med PubSub-kommunikation sender en server sine data til netværket (Publisch). Enhver Client kan modtage disse data (Subscribe).
OPC UA med PubSub-kommunikation
Ved OPC UA med PubSub-modellen er kommunikationen forbindelsesløs og ubekræftet. PubSub står for Publish og Subscribe, for serveren kan sende sine data ind i netværket (Publish), således at enhver client kan modtage (Subscribe) disse data. For at kunne kryptere og dekryptere dataene skal begge kommunikationspartnere have de samme sikkerhedsoplysninger. Enten leverer en Publisher data, der modtages af et vilkårligt antal Subscribers i netværket, eller også sender mange Publishers information til en Subscriber. OPC UA PubSub er derfor særligt velegnet til direkte IoT-kommunikation eller til hurtige cykliske processer på fieldniveau.
OPC UA PubSub og TSN muliggør realtidskommunikation på styrings- og enhedsniveau.
OPC UA og Time-Sensitive Networking
I kombination med Time-Sensitive Networking (TSN) muliggør OPC UA PubSub realtidskommunikation på styrings- og enhedsniveau. OPC UA PubSub opfylder kravene til tidskritiske applikationer med høj synkronicitet, determinisme og konvergens. Tidssynkronisering og dataprioritering sikrer, at IT- og OT-kommunikation i TSN-kompatible netværk ikke påvirker hinanden.
OPC UA indeholder grundlæggende mekanismer til sikker brug af arkitekturen.
OPC UA og Cyber Security
Som en central komponent i netværket har OPC UA integreret talrige cybersikkerhedsmekanismer. Et særligt sikkerhedslag definerer autentificeringen af tjenester og enheder samt kryptering, signering og autentificering af data ved hjælp af tokens, certifikater eller brugere og adgangskoder. Rollerne og de nødvendige Security Credentials kan administreres centralt og distribueres på en standardiseret måde.
Vores engagement i OPC Foundation Standarden til fremtiden
For en ensartet kommunikationsstandard, der ikke er afhængig af producenten, støtter Phoenix Contact og andre virksomheder OPC Foundation i dens bestræbelser på at standardisere OPC UA helt ud til fieldniveau. Som en af drivkræfterne bag dette initiativ arbejder Phoenix Contact med i de forskellige arbejdsgrupper inden for OPC Foundation for at definere den fremtidige standard for alle enheder i OT, fra sensorer og aktuatorer til styringer.
Flere nye kommunikationsteknologier Gennemgående kommunikation helt ud i felten
I mange udvalg og standardiseringsprojekter opstår der i øjeblikket nye kommunikationsstandarder som OPC UA, TSN, SPE og 5G. Disse nye teknologier skal ikke ses som uafhængige af hinanden, men udgør som et samlet hele fremtiden for kommunikation.
Som teknologisk førende med mere end 30 års erfaring inden for industriel kommunikationsteknologi er Phoenix Contact involveret i alle vigtige standardiseringsudvalg. Her er vi beskæftigede med at udforme den nye, producentuafhængige kommunikationsstandard til automatisering.
På vores sider kan du få mere at vide om de nye standarder.
