O que se entende por OPC UA?
"Open Platform Communications Unified Architecture" (abreviado OPC UA) é um padrão de comunicação independente de plataforma que foi publicado em 2008 pela OPC Foundation. O padrão está normalizado na IEC 62541 e é suportado ao nível mundial por fornecedores de automação de hardware e software.
Assim, a OPC UA não descreve somente um protocolo de comunicação como também a semântica dos objetos transmitidos. Isto padroniza o acesso a todos os sistemas em ambiente industrial e permite a troca de dados independente do fabricante entre as máquinas.
OPC UA FX: comunicação uniforme desde o campo até à Cloud
OPC UA FX (Field eXchange)
OPC UA FX é uma especificação da OPC UA que está sendo elaborada na chamada "Field Level Communications Initiative". Desse modo, o padrão até agora somente usado em camadas de comunicação de nível superior pode ser utilizado doravante até o nível de campo. Isto permite o intercâmbio independente do fabricante de dados de processo e de configuração entre componentes de automação no nível de campo.
Para isso, OPC UA FX expande o protocolo existente com vários perfis de aplicação para a automação de fábricas e processos, p. ex., I/O, Safety ou Motion. Além disso, os modelos de dispositivos normalizados são definidos na rede para uma configuração uniforme e um diagnóstico uniforme dos dispositivos. Também são descritos os testes de conformidade necessários para uma elevada compatibilidade. No conjunto, é assim possível no futuro uma ligação extensiva de dispositivos de campo à Cloud e assim uma ligação consistente de TI e TO.
As características mais importantes de OPC UA
Mecanismos de comunicação
Durante muito tempo, o tema da OPC UA foi desenvolvido como tecnologia cliente-servidor. Porém, esta abordagem é limitada, especialmente em cenários de Cloud. Por isso, a OPC UA 2018 foi expandida através da OPC UA PubSub com uma comunicação sem conexão. Cliente-Servidor e PubSub usam as informações do mesmo namespace. Ambas as abordagens podem ser usadas simultaneamente, tanto em uma rede como em um dispositivo.
Na comunicação cliente-servidor, um cliente solicita uma informação (Request) e recebe uma resposta de um servidor (Response).
OPC UA com a comunicação cliente-servidor
OPC UA com a comunicação cliente-servidor é muito comum na automação. Neste mecanismo de comunicação comprovado, cada cliente OPC UA recebe acesso aos dados do servidor OPC UA através de uma comunicação ponto a ponto. Assim, o servidor OPC UA constitui a base da comunicação OPC através do processamento dos pedidos do cliente e da retransmissão subsequente de uma resposta. O cliente OPC é, portanto, o equivalente lógico do OPC Server, que estabelece as sessões de comunicação. Em geral, a comunicação cliente/servidor pode chegar a seus limites quando a rede tem muitos participantes.
Na comunicação PubSub, um servidor envia seus dados para a rede (Publish). Cada cliente pode receber estes dados (Subscribe).
OPC UA com a comunicação PubSub
Na OPC UA com o modelo PubSub, a comunicação é realizada sem conexão e sem confirmação. PubSub significa Publish and Subscribe, porque o servidor pode enviar seus dados para a rede (Publish) para que cada cliente receba esses dados (Subscribe). Para ser possível encriptar e desencriptar os dados, os dois parceiros de comunicação devem dispor das mesmas credenciais de segurança. Ou um Publisher disponibiliza os dados que são recebidos por qualquer número de Subscribers na rede ou muitos Publishers enviam informações para um Subscriber. Assim, o OPC UA PubSub é especialmente adequado para a comunicação IoT direta ou para processos cíclicos rápidos no nível de campo.
A OPC UA PubSub e o TSN permitem uma comunicação compatível com tempo real no nível de controle e de dispositivo.
OPC UA e Time-Sensitive Networking
Em combinação com o Time-Sensitive Networking (TSN), a OPC UA PubSub permite uma comunicação compatível com tempo real no nível de controle e de dispositivo. A OPC UA PubSub satisfaz os requisitos de aplicações críticas em termos de tempo com sincronismo, determinismo e convergência elevados. A sincronização de data/hora e a priorização dos dados garantem que a comunicação de TI e TO não se influenciem mutuamente em redes compatíveis com TSN.
A OPC UA inclui mecanismos básicos para a utilização segura da arquitetura.
OPC UA e cibersegurança
Como componente central da interligação, na OPC UA estão integrados inúmeros mecanismos de cibersegurança. Um Layer de segurança especial define a autenticação de serviços e dispositivos, assim como a encriptação, assinatura e autenticação de dados via tokens, certificados ou usuário e senha. Assim, as funções, bem como as credenciais de segurança necessárias, podem ser centralmente gerenciadas e distribuídas de forma padronizada.
Nosso empenho na OPC Foundation O padrão para o futuro
Para um padrão de comunicação uniforme e independente do fabricante, a Phoenix Contact suporta em conjunto com outras empresas a OPC Foundation em seus esforços de padronizar a OPC UA até o nível de campo. Como um dos promotores desta iniciativa, a Phoenix Contact colabora com vários grupos de trabalho da OPC Foundation, de modo a definir o padrão futuro para todos os dispositivos na TO, desde o sensor, passando por atuadores, até os controladores.
Outras novas tecnologias de comunicação Comunicação universal até o campo
De momento, em muitos organismos e projetos de padronização estão sendo criados padrões de comunicação como OPC UA, TSN, SPE e 5G. No entanto, estas novas tecnologias não devem ser vistas independentemente umas das outras, formando juntas a comunicação do futuro.
Como líder tecnológico com mais de 30 anos de experiência no setor da tecnologia industrial de comunicação, a Phoenix Contact está envolvida em todos os organismos de padronização mais importantes. Aí ajudamos a criar para você o novo padrão de comunicação independente do fabricante para a automatização.
Saiba mais nas nossas páginas sobre os novos padrões.
