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OPC UA over TSN : d'une vision partagée à un standard international unifié

L'établissement d'une solution de communication ouverte pour l'automatisation industrielle met un terme à la complexité des interfaces. Les fabricants de machines n'ont ainsi plus besoin de concevoir et fabriquer des machines se déclinant en de multiples variantes selon le contrôleur et le bus souhaités.

Les protocoles Ethernet Industriel ont atteint leurs limites. Au-delà des problèmes de bande passante et de temps de cycle, l'IoT Industriel et les nouveaux paradigmes de production créent aussi de nouveaux besoins. Or l'hétérogénéité des réseaux et l'absence d'un standard international unifié compliquent sérieusement l'élaboration d'une solution répondant à ces nouveaux besoins. OPC UA over TSN remplacera les systèmes propriétaires actuels, multiples et disparates, par une seule et unique solution. Le développement sera ainsi nettement simplifié.

Un standard pour l'IoT

En septembre 2016, B&R et le spécialiste des réseaux TTTech ont pris l'initiative de lancer le développement d'un standard unifié. Plusieurs autres fournisseurs d'automatismes et sociétés informatiques les ont alors rejoints dans ce développement. Ainsi sont nés l'initiative OPC UA TSN et ses membres qui, désormais, sont connus sous le nom de "Shapers".

La création du groupe des Shapers n'a pas seulement entraîné la naissance d'un standard 100% ouvert basé sur OPC UA et sur l'extension TSN d'Ethernet. Elle marque aussi le début d'une nouvelle ère où fabricants et utilisateurs de machines ne doivent plus composer avec la coexistence de protocoles de communcation multiples.

Les "Shapers" ont dévoilé leur projet de standard de communication unifié basé sur OPC UA et TSN sur le salon SPS IPC Drives en 2016.

Communication libre d'interfaces

La vision partagée les Shapers était celle d'une communication ouverte et sans interfaces du capteur au cloud et également dotée des capacités temps réel nécessaires pour la synchronisation d'axes. Ils s'étaient aussi fixés comme objectif d'accroître les performances d'un facteur 18 par rapport aux technologies existantes. Dès 2017, l'objectif était atteint avec des prototypes. Standard de communication unifié, OPC UA over TSN délivre des performances 18 fois supérieures à celles des autres solutions de communication.

À mesure qu'il développait les détails techniques, le groupe des Shapers s'étendait constamment. En 2018, beaucoup de fabricants d'automatismes de premier plan se sont ralliés à l'initiative, actant ainsi leur engagement pour élever OPC UA over TSN au rang de standard commun pour la communication.

Sur le salon SPS 2018, des grandes entreprises du secteur des automatismes ont annoncé à travers leurs représentants qu'elles utiliseraient le standard de communication unifiée OPC UA over TSN pour l'IoT Industriel. Source : Fondation OPC

Le rôle de la Fondation OPC

En novembre 2018, la Fondation OPC a annoncé son entrée dans le domaine des applications de niveau terrain via OPC UA over TSN. Un comité de pilotage dédié composé de 24 poids lourds de l'industrie a ainsi été mis sur pied au sein de cette organisation. De plus, trois acteurs majeurs du secteur de l'automatisation industrielle sont entrés au comité de direction de la Fondation OPC : Schneider Electric, Rockwell et ABB, la société mère de B&R.

Les premiers produits

Les spécifications fondamentales pour le mécanisme Publish-Subscribe d'OPC UA et pour les sous-standards TSN sont désormais achevées. En font partie l'IEEE802.1AS pour la synchronisation temporelle et l'IEEE802.1qbv pour le déterminisme des temps de transmission sur le réseau. Les premiers appareils opérationnels équipés d'OPC UA over TSN ont été présentés sur le salon SPS 2018. En 2019, B&R est un des premiers fabricants à lancer une offre produit complète pour la communication via la solution de communication ouverte et temps réel OPC UA over TSN. Cette offre comprend des automates X20, des PC industriels, des Panel PC, et un switch TSN.

À l'avenir, les nouvelles machines ne seront livrées qu'avec OPC UA over TSN. Mettre en œuvre des systèmes de fabrication interconnectés et des solutions IoT Industriel sera ainsi nettement plus simple. D'ici là, les spécifications Companion comme celle qui définit un modèle d'information OPC UA pour POWERLINK permettront une transition progressive et faciliteront l'intégration des machines dans les nouveaux réseaux.

En 2019, B&R était un des premiers fabricants à lancer une offre produit complète pour la communication via le protocole ouvert et temps réel OPC UA over TSN.

OPC UA over TSN : comment tout a commencé

  • Septembre 2016 : création de l'initiative OPC UA TSN suite à l'invitation lancée par TTTech, spécialiste des réseaux, et B&R, fabricant d'automatismes. Les sociétés participantes ont été qualifiées plus tard de "Shapers" et sont désormais connues sous ce terme.
  • Avril 2017 : Belden/Hirschmann et Phoenix Contact se joignent aux Shapers.
  • Novembre 2017 : Pilz, Hilscher et Wago se joignent aux Shapers.
  • Avril 2018 : Rockwell Automation annonce son ralliement aux Shapers
  • Novembre 2018 : La Fondation OPC annonce son entrée dans le domaine de la communication de terrain avec OPC UA sur TSN.
  • Novembre 2018 : ABB, Schneider et Rockwell deviennent membres du Comité Directeur de la Fondation OPC.
  • Novembre 2018 : le comité de pilotage pour la communication au niveau terrain avec OPC UA over TSN est présenté officiellement. Les sociétés qui composent ce comité sont ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago et Yokogawa.
  • Novembre 2018 : les premiers appareils opérationnels équipés d'OPC UA over TSN sont présentés sur le salon SPS IPC Drives.
  • Novembre 2019 : B&R lance une offre complète de produits supportant OPC UA over TSN. Cette offre comprend des automates X20, des PC industriels, des Panel PC, et un switch TSN.

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