Mi az az OPC UA?
Az „Open Platform Communications Unified Architecture" (rövidítve OPC UA) egy platformfüggetlen kommunikációs szabvány, amelyet 2008-ban tett közzé az OPC Foundation. A szabvány az IEC 62541 nemzetközi szabvány formájában vált hivatalossá, és világszerte az automatizálási hardverek és szoftverek számos szállítója támogatja.
Az OPC UA nemcsak a kommunikációs protokollt írja le, hanem az átvitt objektumok szemantikáját is. Ezáltal szabványosítani lehet az ipari környezet valamennyi rendszeréhez való hozzáférést, és lehetővé válik a gépek közötti, gyártóktól független adatcsere.
OPC UA FX: egységes kommunikáció a tereptől egészen a felhőig
OPC UA FX (Field eXchange)
Az OPC UA FX az OPC UA specifikációja, amelyet a „Field Level Communications Initiative“ keretében dolgozunk ki. Ennek révén az eddig csak a fölérendelt kommunikációs rétegben használt szabvány már egészen a terepi szintig használható lesz. Ez lehetővé teszi a folyamat- és konfigurációs adatok gyártótól független cseréjét a terepi szint automatizálási összetevői között.
Az OPC UA FX kibővíti az eddigi protokollt a gyár- és folyamatautomatizálás különböző alkalmazási profiljaival, ilyenek pl. az I/O, a biztonság vagy a mozgás. Ezenkívül szabványosított készülékmodellek meghatározása is folyamatban van, a hálózatba kötött készülékek egységes konfigurálása és egységes diagnosztizálása érdekében. A nagy kompatibilitást igazoló megfelelőségi tesztek kidolgozása is része a szabványosítási folyamatnak. Összességében mindezek a jövőben lehetővé fogják tenni a terepi készülékek nagy területet lefedő bekötését a felhőbe, ami lehetőséget fog teremteni az IT és az OT átfogó összekapcsolására.
Az OPC UA legfontosabb jellemzői
Kommunikációs mechanizmusok
Az OPC UA témája hosszú ideig kliens-szerver technológiaként jelent meg. Ez azonban különösen a felhőmegoldásoknál korlátokba ütközik. Emiatt az OPC UA 2018 változata az OPC UA PubSub specifikáció révén kapcsolat nélküli kommunikációval bővült. A kliens-szerver és a PubSub ugyanazon névtér információit használja. Mindkét változat egyidejűleg mind egy hálózaton, mind egy készüléken belül használható.
A kliens-szerver kommunikáció esetében a kliens lekérdez egy információt (request), és megkapja a választ egy kiszolgálótól (response).
OPC UA kliens-szerver kommunikációval
Az OPC UA a maga kliens-szerver kommunikációjával széles körben elterjedt az automatizálás terén. Ebben a jól bevált kommunikációs mechanizmusban minden OPC UA kliens pont-pont kommunikációval kap hozzáférést az OPC UA kiszolgáló adataihoz. Így az OPC UA kiszolgáló képezi az OPC kommunikáció alapját úgy, hogy feldolgozza a kliensek kéréseit, majd választ küld azokra. Az OPC kliens tehát az OPC kiszolgáló logikai ellenpontja, amely felépíti a kommunikációs eseményt. Általában a kliens-szerver kommunikáció határokba ütközhet, ha a hálózat túl sok résztvevőt tartalmaz.
A PubSub kommunikáció során a kiszolgáló elküldi az adatait a hálózatnak (publish). Minden kliens fogadhatja ezeket az adatokat (subscribe).
OPC UA PubSub kommunikációval
Az OPC UA esetében a PubSub modell keretében összeköttetés és jóváhagyás nélkül lehet kommunikálni. A PubSub a publish és subscribe (közzététel és előjegyzés) szavak rövidítése, mivel a kiszolgáló elküldheti adatait (publish) a hálózatnak, és minden kliens fogadhatja ezeket az adatokat (subscribe). Az adatok titkosításához és visszafejtéséhez mindkét kommunikációs partnernek rendelkeznie kell ugyanazon biztonsági hitelesítő eszközökkel. Az egyik tipikus eset az, hogy egy publisher adatokat bocsát rendelkezésre, amelyeket tetszőleges számú subscriber fogadhat a hálózatban; a másik eset az, hogy sok publisher küld információkat egyetlen subscribernek. Az OPC UA PubSub ezáltal különösen jól alkalmazható a közvetlen IoT kommunikációhoz, vagy a terepi szint gyors ciklikus folyamataihoz.
Az OPC UA PubSub és TSN lehetővé teszik a valós idejű kommunikációt egészen a vezérlők és az eszközök szintjéig.
OPC UA és Time-Sensitive Networking
A Time Sensitive Networking (TSN, időérzékeny hálózatba kötés) megoldásával együtt az OPC UA lehetővé teszi a valós idejű kommunikációt egészen a vezérlők és az eszközök szintjéig. Az OPC UA PubSub a szinkronicitás, a determinizmus és a konvergencia révén megfelel az időkritikus alkalmazások követelményeinek. Az adatok időbeli szinkronizálása és priorizálása lehetővé teszi azt, hogy az IT és OT kommunikáció a TSN-képes hálózatokban ne befolyásolja kölcsönösen egymást.
Az OPC UA alapvető mechanizmusokat tartalmaz az architektúra biztonságos használatához.
OPC UA és kiberbiztonság
A hálózatba kötés központi összetevőjeként az OPC UA rendszerbe számos kiberbiztonsági mechanizmus van integrálva. Egy speciális biztonsági réteg definiálja a szolgáltatások és készülékek hitelesítését, valamint az adatok titkosítását, aláírását és hitelesítését tokeneken, tanúsítványokon vagy felhasználó-jelszó kombináción keresztül. A szerepeket és a szükséges biztonsági hitelesítő eszközöket központilag lehet menedzselni és szabványos módon elosztani.
Elkötelezetten dolgozunk az OPC Foundation keretében A jövő szabványa
Az egységes és gyártóktól független kommunikációs szabvány kidolgozása érdekében a Phoenix Contact más vállalatokkal együtt támogatja az OPC Foundation szervezetet azon erőfeszítéseiben, hogy az OPC UA rendszert egészen a terepi szintig szabványosítsa. Ezen kezdeményezés egyik előmozdítójaként a Phoenix Contact együttműködik másokkal az OPC Foundation különböző munkacsoportjaiban abból a célból, hogy kidolgozzunk egy jövőbeli szabványt az OT valamennyi készüléke számára, a szenzoroktól az aktorokon keresztül egészen a vezérlőkig.
További új kommunikációs technológiák Átfogó kommunikáció egészen a terepig
Sok testületben és szabványosítási projektben jelenleg is dolgozunk új kommunikációs szabványokon; ilyen pl. az OPC UA, TSN, SPE és 5G. Ezek az új technológiák azonban nem tekinthetők egymástól függetlennek, hanem együtt jelentik a jövő kommunikációját.
,A Phoenix Contact, mint az ipari kommunikációs technika területén több mint 30 éves tapasztalattal rendelkező technológiailag vezető gyártó, részt vesz az összes fontos szabványosítási testület tevékenységében. Ott másokkal együtt alakítjuk ki a jövő gyártóktól független, új kommunikációs szabványát az automatizálás számára.
Tudjon meg többet ezeken az oldalakon az új szabványokról.
