¿Qué significa OPC UA?

"Open Platform Communications Unified Architecture" (abreviado como OPC UA) es un estándar de comunicación universal publicado por la OPC Foundation en 2008. El estándar se ha normalizado internacionalmente en la IEC 62541 y cuenta con el apoyo de los proveedores de hardware y software de automatización de todo el mundo.

OPC UA no solo describe un protocolo de comunicación, sino también la semántica de los objetos transmitidos. De esta forma, se normaliza el acceso a todos los sistemas del entorno industrial y se permite el intercambio de datos entre máquinas de diferentes fabricantes.

Topología OPC UA FX (Field eXchange)

OPC UA FX: comunicación uniforme desde el campo hasta la nube

OPC UA FX (Field eXchange)

OPC UA FX es una especificación de OPC UA que se está desarrollando en la llamada "Field Level Communications Initiative". Con ella, la norma que antes solo se utilizaba en los niveles superiores de comunicación, puede ahora utilizarse en el nivel de campo. Esto permite el intercambio universal de datos de procesos y de configuración entre los componentes de automatización en el nivel de campo.

OPC UA FX amplía el protocolo existente para incluir varios perfiles de aplicación para la automatización de fábricas y procesos, por ejemplo, E/S, seguridad o movimiento. Además, se definirán modelos de equipos normalizados con objeto de definir una configuración y un diagnóstico uniformes de los equipos en la red. Se describirán también las pruebas de conformidad necesarias para asegurar una alta compatibilidad. Esto significa que en el futuro será posible una conexión integral de los equipos de campo con la nube y, por tanto, una conexión completa de IT y OT.

Las características principales de OPC UA

Mapa de imágenes interactivo: Las características más importantes de OPC UA con iconos
Security
Concepto de seguridad integrado con encriptación, firma y autenticación.
Estándar de comunicación del futuro
OPC UA es el estándar de comunicación común del futuro: para cualquier plataforma, universal y escalable.
Uso de OPC UA
El estándar OPC UA se puede ampliar a discreción mediante modelos de información estandarizados y privados.
Infraestructura Ethernet
Utilización de la infraestructura de Ethernet industrial existente y funcionamiento paralelo sin restricciones con PROFINET u otros sistemas de comunicación basados en Ethernet.

Mecanismos de comunicación

Durante mucho tiempo, la OPC UA estuvo marcada por la tecnología cliente-servidor. Sin embargo, este enfoque es limitado, en particular en la nube. Por ello, OPC UA 2018 se amplió con la comunicación sin conexión a través de la especificación OPC UA PubSub. Cliente-Servidor y PubSub utilizan la información del mismo espacio de nombres. Ambos enfoques pueden utilizarse simultáneamente en una red y en un equipo.

OPC UA con comunicación Cliente-Servidor

En la comunicación Cliente-Servidor, un cliente solicita información (Request) y recibe una respuesta de un servidor (Response).

OPC UA con comunicación Cliente-Servidor

OPC UA con comunicación cliente-servidor está muy extendida en la automatización. En este mecanismo de comunicación probado, cada cliente OPC UA recibe acceso a los datos del servidor OPC UA mediante una comunicación punto a punto. El servidor OPC UA constituye, por tanto, la base de la comunicación OPC, ya que procesa las solicitudes del cliente y envía posteriormente una respuesta. El cliente OPC es, por tanto, la contrapartida lógica del servidor OPC, que establece las sesiones de comunicación. En general, la comunicación cliente/servidor puede toparse con sus límites si la red tiene demasiados dispositivos.

OPC UA con modelo PubSub

En la comunicación PubSub, un servidor envía sus datos a la red (Publish). Cada cliente puede recibir estos datos (Subscribe).

OPC UA con la comunicación PubSub

En OPC UA con el modelo PubSub, la comunicación se realiza sin conexión y sin confirmación. PubSub son las siglas de Publish y Subscribe, ya que el servidor puede enviar sus datos a la red (Publish) para que todos los clientes puedan recibirlos (Subscribe). Para poder encriptar y desencriptar los datos, ambos interlocutores de la comunicación deben tener las mismas credenciales de seguridad. Un Publisher facilita los datos que reciben un determinado número de Subscribers en la red o muchos Publishers envían información a un solo Subscriber. Por lo tanto, OPC UA PubSub es especialmente adecuado para la comunicación directa de IoT o para llevar a cabo procesos cíclicos rápidos en el nivel de campo.

Icono de cronómetro para ilustrar la Time Sensitive Networking

OPC UA PubSub y TSN permiten la comunicación en tiempo real en el nivel de control y de dispositivo.

OPC UA y Time-Sensitive Networking

En combinación con la Time Sensitive Networking (TSN), OPC UA PubSub permite la comunicación en tiempo real en el nivel de control y de dispositivo. OPC UA PubSub cumple con los requisitos de las aplicaciones sensibles al tiempo con mayor sincronismo, determinismo y convergencia. La sincronización temporal y la priorización de los datos garantizan que las comunicaciones de IT y OT no se perturben entre sí en las redes habilitadas para TSN.

Fuente de OPC UA

OPC UA incluye mecanismos básicos para el uso seguro de la arquitectura.

OPC UA y ciberseguridad

Como componente central de la red, OPC UA tiene integrados numerosos mecanismos de ciberseguridad. Una capa especial de seguridad define la autenticación de los servicios y equipos, así como la encriptación, la firma y la autenticación de los datos mediante tokens, certificados o bien usuario y contraseña. Las funciones y las credenciales de seguridad necesarias pueden gestionarse de forma centralizada y distribuirse de manera estandarizada.

Nuestra participación en la OPC Foundation El estándar para el futuro

Para lograr un estándar de comunicación sencillo y común para todos los fabricantes, Phoenix Contact, junto con otras empresas, respalda ahora a la OPC Foundation en sus esfuerzos por normalizar OPC UA hasta en el nivel de campo. Como uno de los impulsores de esta iniciativa, Phoenix Contact trabaja en los grupos de trabajo de la OPC Foundation para definir un futuro estándar para todos los equipos OT, desde sensores pasando por actuadores hasta sistemas de control.

Otras nuevas tecnologías de comunicación Comunicación universal hasta el campo

En estos momentos, en muchos gremios y proyectos de estandarización están surgiendo nuevos estándares de comunicación como OPC UA, TSN, SPE y 5G. Estas nuevas tecnologías no se deben abordar de manera independiente, sino que forman juntas la comunicación del futuro.
Como líder tecnológico con más de 30 años de experiencia en el ámbito de la tecnología de comunicación industrial, Phoenix Contact participa en todos los organismos de normalización importantes. En ellos, contribuimos a elaborar para usted el nuevo estándar de comunicación universal para la automatización.

En nuestras páginas obtendrá más información sobre los nuevos estándares.