OPC UA para aplicações de controle de movimento, segurança e tempo real

OPC UA é amplamente utilizado: Sua independência de fornecedor, modelo de informação e mecanismos integrados de cibersegurança o tornaram uma solução popular para uma ampla variedade de aplicações industriais.

Quando se trata de aplicações complexas como segurança, controle de movimento e comunicação em tempo real, no entanto, o OPC UA tem suas limitações. Desde que foi expandido com o modelo publish-subscribe (pub / sub) e o padrão Ethernet Time-Sensitive Networking (TSN), o OPC UA agora é capaz de comunicação em tempo real.

Até agora, OPC UA tem utilizado um mecanismo cliente/servidor, onde um cliente solicita informações e recebe uma resposta de um servidor. O sistema cliente/servidor tem suas limitações nos casos em que há muitos nós na rede.

Essa foi a razão para adicionar uma arquitetura publish-subscribe à solução de comunicação OPC UA. O modelo publish-subscribe permite a comunicação um para muitos e muitos para muitos. Um servidor envia seus dados para a rede (publish) e cada cliente pode receber estes dados (subscibe).

O modelo de publish-subscribe sozinho não oferece capacidade de tempo real OPC UA. Para isso, a OPC Foundation recorreu ao Time-Sensitive Networking (TSN), que adiciona uma variedade de funções em tempo real ao padrão Ethernet IEEE 802. Entre eles está a capacidade de garantir uma janela de tempo precisa durante a qual os dados devem ser entregues. Os padrões TSN necessários para muitos aplicativos já foram publicados pelo grupo de trabalho IEEE 802.1.

Para garantir uma abordagem aberta e coesa da implementação do OPC UA, juntamente com o TSN e os perfis de aplicações associados, a OPC Foundation lançou a nova Iniciativa de Comunicações à Nível de Campo. Os esforços de padronização para funcionalidade unificada que ocorrem atualmente nos grupos de trabalho da iniciativa Field Level Communications estão focados em aplicações de I/O, controle de movimento e segurança.

O comitê gestor da OPC Foundation para comunicações em nível de campo consiste em 24 fornecedores líderes de tecnologia de automação. Eles incluem ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Murr Elektronik, Moxa, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens , TTTech, Wago e Yokogawa. Como diretor da iniciativa, Peter Lutz é responsável por conduzir seus esforços contínuos de desenvolvimento e especificação.

OPC UA over TSN oferece 18 vezes mais desempenho do que as soluções convencionais. Isso torna possível implementar aplicativos de tempo crítico, como a sincronização de um robô com um sistema de rastreamento inteligente.

Sejam rápidas e centralizadas ou inteligentes e distribuídas, soluções de drive podem ser adaptadas mais facilmente às necessidades da aplicação com o OPC UA sobre TSN, do que com qualquer outra solução. O resultado é uma alavancagem tanto em produtividade como em qualidade do produto.

Mesmo fora dos grupos de trabalho da OPC Foundation, muitas outras empresas também estão trabalhando para implementar o novo padrão de comunicação. Os fabricantes de controladores, dispositivos de campo e infraestrutura avaliam a interoperabilidade de seus protótipos em ambientes de teste. Testes em laboratório são uma forma ideal para os fabricantes de dispositivos fazerem um progresso eficiente e bem direcionado no desenvolvimento de produtos com a nova solução de comunicação. Atualmente, os testes de TSN mais ativos estão sendo conduzidos pelo IIC und des LNI.

No FAQ sobre OPC UA sobre TSN , o especialista em rede Stefan Bina explica o papel fundamental que o novo padrão unificado desempenhará na próxima revolução industrial.

O whitepaper OPC UA sobre TSN oferece uma descrição detalhada da interação entre os mecanismos individuais.