• Strona www
  • Numer modelu
  • Numer seryjny
Login
Zalogowany jako UżytkownikWyloguj się
Ładowanie...
B&R Logo

Komunikacja bez ograniczeń

iStock_000007154798XLarge

Stopień skomplikowania zadań z obszaru automatyki przemysłowej stale wzrasta, w wyniku czego powstają koncepcje sterowania o coraz szerzej zakrojonym charakterze. Takie podejście pozwala na rozwój technologii automatyki o coraz bardziej indywidualnym charakterze, coraz większej elastyczności i modularności strukturalnej, wraz z upowszechnianiem się pracujących w przemysłowej sieci Ethernet inteligentnych peryferiów. Przykładowo, indywidualne części i podzespoły maszyn są coraz częściej wyposażane we własne sterowniki i łączone w jedną, kompletną maszynę.

Komunikacja bez problemów

Skuteczna komunikacja pomiędzy podsystemami i podzespołami ma kluczowe znaczenie dla produktywności tego rodzaju systemów. We wczesnych latach elektroniki przemysłowej systemy komunikowały się za pomocą indywidualnie programowanych interfejsów lub sterowników urządzeń. Blisko 20 lat temu przemysł automatyzacyjny rozpoczął poszukiwania sposobów na zapewnienie interoperacyjności bez konieczności programowania aplikacji.

Jednym z takich podejść jest OLE, czyli mechanizm osadzania obiektów (ang. Object Linking and Embedding), protokół wymiany danych opracowany przez Microsoft w roku 1992 dla potrzeb aplikacji biurowych, rezydujący bezpośrednio w systemie operacyjnym. Mechanizm OLE pozwala, między innymi, na integrowanie wartości z zewnętrznych źródeł danych do tabel lub na umieszczanie tabel i obrazów w dokumentach. Następnym krokiem było opracowanie, na podstawie tego protokołu, ustandaryzowanych interfejsów programistycznych do wymiany danych pomiędzy aplikacjami pochodzącymi od różnych producentów; interfejsy te wprowadzono do użytku w roku 1996 pod nazwą OPC (OLE for Process Control). W roku 1998 zostały one wprowadzone również do Automation Runtime, działającego w czasie rzeczywistym systemu operacyjnego B&R.

Jeden system dla różnych producentów

Producenci wykorzystywanych w przemyśle automatyzacyjnym urządzeń końcowych mogą skonfigurować serwer OPC tak, by korzystał z danych klientów OPC umieszczonych w sterownikach, systemach SCADA i urządzeniach interfejsów obsługi. Interfejs OPC jest bardzo łatwy w użyciu, co potwierdzają sterowniki dostarczane z drukarkami biurowymi, umożliwiającymi ich integrację w środowisku biurowym Windows. "Dzięki temu znacznie zmniejszył się nakład prac przy programowaniu zadań komunikacyjnych", wyjaśnia Hans Egermeier, business manager ds. oprogramowania automatyzacyjnego w B&R. "Ale co ważniejsze, interfejs ten zwiększył opłacalność opracowywania rozproszonych systemów wykorzystujących oprogramowanie i urządzenia pochodzące od różnych producentów w takiej formie, do jakie jesteśmy dziś przyzwyczajeni."

Opracowywanie oprogramowania dla produktów zgodnych z OPC odbywa się z wykorzystaniem jeszcze jednej technologii firmy Microsoft dla wspólnych systemów: COM/DCOM (Distributed Component Object Model - Rozproszony Obiektowy Model Składników). Z jednej strony, interfejs ten udostępnia zalety platformy technologicznej o wysokim stopniu stabilności wynikającym z jej popularności. Z drugiej strony, deweloperzy muszą jednak zmagać się z ograniczeniami interfejsu DCOM, przykładowo z czasochłonną konfiguracją bez możliwości ustawiania parametrów przeterminowania lub wysokiej dostępności. Innymi istotnymi punktami zasługującymi na krytykę są chociażby powiązanie z systemem operacyjnym Windows oraz brak kontroli, co wynika z zastrzeżonego charakteru COM/DCOM. Dodatkowo, w celu wdrożenia systemu z komunikacja OPC, na osobnym komputerze PC kompatybilnym z Windows należy skonfigurować serwer OPC.

Dowolna platforma

Przezwyciężenie tych braków i niedogodności to cel OPC UA (Unified Architecture), którego specyfikację w roku 2009 wykonała Fundacja OPC. Technologia ta łączy oddzielne dotychczas specyfikacje dla danych, wydarzeń, obiektów i poleceń w jeden, zunifikowany standard. OPC UA posiada również zorientowaną na usługi architekturę (SOA) z wieloma płaszczyznami komunikacyjnymi oraz oddzielnym stosem komunikacyjnym zastępującym wcześniejszą technologię COM/DCOM. Upraszcza to wykorzystanie interfejsu w różnorakich technologiach i umożliwia bezpieczny, niezawodny i niezależny od platformy przesył nieprzetworzonych danych i wstępnie przetworzonych informacji z różnych źródeł, począwszy od urządzeń w miejscu pracy, po planowanie produkcji lub systemy ERP.

Stos komunikacyjny OPC UA dostępny w ANSI C, C# i Java, można przenosić na dowolny system operacyjny lub urządzenia wbudowane i kompilować do użycia w operacjach wielowątkowych lub jednozadaniowych. W ten sposób każde inteligentne urządzenie końcowe może działać jako serwer OPC UA, bez względu na producenta, język programowania czy system operacyjny, i ostatecznie prowadząc do wyeliminowania konieczności użycia pośredniego komputera PC.

"OPC UA zapewnia pełną skalowalność - od wbudowanego oprogramowania sterującego, po systemy informacji dla potrzeb zarządzania" wyjaśnia Hans Egermeier. Standard komunikacji OPC UA oferuje nie tylko odpowiadający dzisiejszym standardom, oddzielny system uwierzytelniania oparty na rolach, ale również wspiera certyfikowane połączenia bezpiecznie i całkowicie przejrzystą konfigurację aż do poziomu przeterminowania dla każdej usługi. Standard ten pozwala także na dzielenie dużych pakietów danych by umożliwić ich przetwarzanie mniejszym systemom.

Dr Hans Egermeier
Business Manager działu Automation Software w B&R

"OPC UA zapewnia pełną skalowalność - od wbudowanego oprogramowania sterującego, po systemy informacji dla potrzeb zarządzania".

OPC UA_direct communication
OPC UA pozwala na bezpośrednią komunikację pomiędzy różnymi aplikacjami, na dowolnej platformie sprzętowej, z dowolnym systemem operacyjnym.
OPC UA basic services
Do definiowana sposobu dostępu do danych, OPC UA wykorzystuje usługi podstawowe i model informacji OPC.
Automation Studio_Logo

Środowisko deweloperskie Automation Studio wspiera OPC UA i ułatwia łączenie rozwiązań B&R z wszystkimi rodzajami klientów HMI, pakietów SCADA i urządzeń inteligentnych. Dzięki temu inżynierowie opracowujący aplikacje mogą się koncentrować na samych zadaniach automatyzacyjnych, szybciej i efektywniej wprowadzając na rynek lepsze systemy.

Stabilność inwestycji dzięki OPC UA

W OPC UA wszystkie autoryzowane aplikacje w urządzeniu klienckim otrzymują wymagane informacje z dowolnych serwerów w czasie rzeczywistym, w postaci typów danych, opisanych właściwościami zmiennych procesora, metod lub zadań - wszystko to odbywa się niezależnie od magistrali fieldbus i innych, wykorzystywanych mechanizmów przesyłu. Standard wykorzystuje podstawowe usługi i modele informacji do definiowania sposobu wymiany danych pomiędzy klasycznymi mechanizmami transportowymi TCP/IP i modelami danych zdefiniowanymi przez producentów urządzeń i organizacje standaryzujące takie, jak PLCOpen. Identyczna zasada dotyczy komunikacji pomiędzy różnymi sieciami i przedsiębiorstwami, odbywającej się poprzez sieć Internet i zapory ogniowe.

"Zaimplementowana w OPC UA funkcja przeglądania ułatwia konfigurację komunikacji przemysłowej pomiędzy urządzeniami pochodzącymi od różnych producentów. Funkcja ta pozwala urządzeniom klienckim automatycznie określać które serwery są dostępne i jakie dane poszczególne serwery udostępniają", wyjaśnia Hans Egermeier. Ewaluacja rodzajów danych i semantyki informacji jest możliwa dzięki metamodelom. Takie rozwiązanie w istotnym stopniu usprawnia przygotowanie systemu do sprostania wyzwaniom przyszłości, poprzez eliminację konieczności projektowania aplikacji lub systemu operacyjnego od podstaw z myślą o obsłudze wszystkich ewentualnych konfiguracji serwera.

OPC UA_seamless communication
Dzięki architekturze klient-serwer, OPC UA udostępnią jednolite, działające niezależnie od producenta mechanizmy dostępu do danych i programów, funkcjonujące w pełnym przekroju poziomów automatyki przemysłowej.
OPC UA Vector

Wdrażanie kompleksowości aplikacji wedle potrzeb

Nie ma wątpliwości, że w niedługim czasie protokół komunikacji OPC UA stanie się uznanym standardem przemysłowych usług sieciowych, w przeważającej mierze dzięki swojej otwartości i wygodzie użycia. "Wyjście od ustandaryzowanych, prostych założeń domyślnych upraszcza konfigurację aplikacji o ograniczonym stopniu złożenia," twierdzi Hans Egermeier. "Jeśli będzie to konieczne, konfiguracje można w łatwy sposób dostosować do odpowiedniego stopnia złożoności, korzystając ze zorientowanych na potrzeby użytkownika założeń i bez borykania się z jakimikolwiek ograniczeniami."

Środowisko deweloperskie Automation Studio wspiera dostęp do danych OPC UA i ułatwia łączenie rozwiązań B&R z wszystkimi rodzajami klientów HMI, pakietów SCADA i urządzeń inteligentnych. Dzięki temu inżynierowie opracowujący aplikacje mogą się koncentrować na samych zadaniach automatyzacyjnych, szybciej i efektywniej wprowadzając na rynek lepsze systemy.

Automation Studio_OPC UA_User View
Proste czynności konfiguracyjne umożliwiają przedstawienie dowolnego stopnia złożoności, czy to z perspektywy uproszczonego widoku domyślnego, czy z perspektywy użytkownika indywidualnego.

Pobierz artykuł jako PDF

Ejemplo
Share
Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych, reklamowych oraz funkcjonalnych. Dzięki nim możemy indywidualnie dostosować stronę do twoich potrzeb. Każdy użytkownik może zaakceptować pliki cookies albo ma możliwość wyłączenia ich w przeglądarce, dzięki czemu nie będą zbierane żadne informacje. Więcej informacji znajdziesz w Privacy Policy.