Che cosa si intende per OPC UA?
"Open Platform Communications Unified Architecture" (in breve OPC UA) è uno standard di comunicazione indipendente dalla piattaforma pubblicato dalla OPC Foundation nel 2008. Lo standard è regolato a livello internazionale nella norma IEC 62541 ed è supportato in tutto il mondo dai fornitori di automazione per hardware e software.
OPC UA non descrive solo un protocollo di comunicazione, ma anche la semantica degli oggetti trasmessi. Ciò consente di standardizzare l'accesso a tutti i sistemi dell'ambiente industriale e di scambiare dati tra le macchine indipendentemente dal produttore.
OPC UA FX: comunicazione uniforme dal campo al cloud
OPC UA FX (Field eXchange)
OPC UA FX è una specifica di OPC UA che viene sviluppata nell'ambito della cosiddetta "Field Level Communications Initiative". Ciò significa che lo standard, che in precedenza era utilizzato solo ai livelli di comunicazione superiori, può ora essere utilizzato a livello di campo, consentendo lo scambio di dati di processo e di configurazione tra i componenti di automazione a livello di campo.
OPC UA FX amplia il protocollo esistente per includere vari profili applicativi per l'automazione di fabbrica e di processo, ad esempio I/O, sicurezza o Motion. Inoltre, vengono definiti modelli di dispositivi standardizzati per una configurazione e diagnostica uniformi dei dispositivi in rete e descritte le necessarie prove di conformità per l'elevata compatibilità. Nel complesso, ciò consentirà in futuro una connessione completa dei dispositivi di campo al cloud e quindi una connessione continua di IT e OT.
Le caratteristiche principali di OPC UA
Meccanismi di comunicazione
Per molto tempo si è parlato di OPC UA come di una tecnologia client-server. Tuttavia, questo approccio è limitato, soprattutto negli scenari cloud. Pertanto, OPC UA 2018 è stato esteso per includere la comunicazione senza connessione tramite la specifica OPC UA PubSub. Client-server e PubSub utilizzano le informazioni dello stesso spazio dei nomi. Entrambi gli approcci possono essere utilizzati contemporaneamente in una rete e in un dispositivo.
Nella comunicazione client-server, un client richiede un'informazione (Request) e riceve una risposta da un server (Response).
OPC UA con la comunicazione client-server
OPC UA con comunicazione client-server è ampiamente utilizzato nell'automazione. In questo collaudato meccanismo di comunicazione, ogni client OPC UA riceve l'accesso ai dati del server OPC UA tramite una comunicazione punto a punto. Il server OPC UA costituisce quindi la base della comunicazione OPC, poiché elabora le richieste del client e trasmette poi una risposta. Il client OPC è quindi la controparte logica del server OPC, che imposta le sessioni di comunicazione. In generale, la comunicazione client/server può raggiungere i suoi limiti quando la rete ha molte utenze.
Nella comunicazione PubSub, un server invia i propri dati alla rete (Publish). Ogni client può ricevere questi dati (Subscribe).
OPC UA con comunicazione PubSub
In OPC UA con il modello PubSub, la comunicazione avviene senza connessione e non è confermata. PubSub è l'acronimo di Publish e Subscribe, perché il server può inviare i propri dati in rete (Publish) in modo che ogni client possa riceverli (Subscribe). Per poter criptare e decriptare i dati, entrambi i partner della comunicazione devono disporre delle stesse credenziali di sicurezza. Un Publisher fornisce dati che vengono ricevuti da un numero qualsiasi di abbonati della rete, oppure molti Publisher inviano informazioni a un solo Subscriber. OPC UA PubSub è quindi particolarmente adatto per la comunicazione IoT diretta o per i processi ciclici veloci a livello di campo.
OPC UA PubSub e TSN consentono la comunicazione in tempo reale a livello di controllore e di dispositivo.
OPC UA e Time-Sensitive Networking
In combinazione con il Time-Sensitive Networking (TSN), OPC UA PubSub consente la comunicazione in tempo reale a livello di controllore e di dispositivo. OPC UA PubSub soddisfa i requisiti delle applicazioni critiche in termini di tempo con elevata sincronia, determinismo e convergenza. La sincronizzazione temporale e la priorità dei dati assicurano che le comunicazioni IT e OT non si influenzino a vicenda nelle reti abilitate TSN.
OPC UA include meccanismi di base per l'utilizzo sicuro dell'architettura.
OPC UA e Cyber Security
In qualità di componente centrale della rete, OPC UA ha integrato numerosi meccanismi di Cyber Security. Uno speciale livello di sicurezza definisce l'autenticazione dei servizi e dei dispositivi, nonché la codifica, la firma e l'autenticazione dei dati tramite token, certificati o utente e password. I ruoli e le credenziali di sicurezza richieste possono essere gestiti centralmente e distribuiti in modo standardizzato.
Il nostro coinvolgimento nella OPC Foundation Lo standard per il futuro
Phoenix Contact, insieme ad altre aziende, sostiene l'impegno della OPC Foundation per standardizzare OPC UA fino al livello di campo, per uno standard di comunicazione uniforme e indipendente dal produttore. In qualità di promotore di questa iniziativa, Phoenix Contact lavora nei gruppi di lavoro della OPC Foundation per definire lo standard futuro per tutti i dispositivi in OT, dai sensori e attuatori ai controllori.
Nuove ulteriori tecnologie di comunicazione Per una comunicazione costante fino al campo
Nuovi standard di comunicazione come OPC UA, TSN, SPE e 5G sono attualmente in fase di sviluppo in molti comitati e progetti di standardizzazione. Tuttavia, le nuove tecnologie non devono essere viste indipendentemente l'una dall'altra, anzi, insieme formano la comunicazione del futuro.
In qualità di leader tecnologico con oltre 30 anni di esperienza nel campo delle tecnologie per la comunicazione industriale, Phoenix Contact è coinvolta in tutti i principali comitati di standardizzazione. Qui progettiamo per te un nuovo standard di comunicazione per l'automazione indipendente dal produttore.
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