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【OPC UA特刊】第二期:“连接、传达、安全”,实现工业IoT和工厂互连

OPC UA是为了在工业自动化等行业安全可靠地进行数据交换而制定的开放式国际标准规格上期为大家带来【OPC UA特刊】第一期,介绍了欧姆龙自OPC起步以来,不断为其普及作出贡献。本期介绍OPC UA 3大特点,助力实现工业IoT和互连的工厂。

 

 特点1:连接

距今约30年前的1990年左右,用于工业的开放网络和工业用以太网出现,“互连性”获得了大幅提升。

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接下来,OPC又将目标瞄准了“传达”,目的是提高后续的状态,也就是“互动性(互操作性)”。OPC UA(OPC Unified Architecture)发布于2006年,近几年来普及势头迅猛。成为了能够提供“传达”价值的工业互用性标准。

 

除了跨越制造商和设备的障碍连接并交换数据外,通过使机器和应用相互传达具有含义的信息,可以构建效率更高的装置和生产系统,还能让进行改善的工程师,以及希望提高生产效率和经营效率的管理层,都能利用装置和制造现场的“有价值的信息”。

 

特点2:传达

即使实现了“连接”,能够交换数据,不明白其含义也无法加以利用。

在过去,交换数据的人员需要对其含义有默认的共识。

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 为了实现多家供应商之间的信息联动,OPC UA提供统一的建模功能“信息模型”,用来表示信息和功能。信息模型将要交换的信息分门别类并赋予其含义,像模板一样,作为整体、模块来表示。


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例如,符合PLC国际标准 IEC61131-3(PLCopen)的控制器可以用结构体变量来表示。

 

结构体的名称是要作为模板的模块的名称,模块处理的数据通过结构体的成员名称、数据类型来表示。下图是处理光电传感器数据的示例。


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然后,实际数据会指定结构体变量名称和成员名称,进行数据交换。这样可以轻松地传达信息的结构和含义,利用信息也变得简单多了。还有助于信息和接口的标准化。

 

 

特点3:安全

OPC UA之所以成为Industrie4.0推荐的标准通信协议,能够安全进行连接、数据传输也是理由之一。

 

为了实现IoT化,需要在生产现场的FA系统与上位IT系统进行连接、通过远程访问进行护、利用互联网等方面确保安全。OPC UA采用互联网标准使用的安全技术,满足了完性、机密性、用性等三大安全需求。实现了使用数字签名的数据确认和严密的消息加密,使FA与IT安全互连。


 

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欧姆龙也努力推动着连接FA与IT的工业IoT(IIoT)标准的普及欧姆龙为NX102-□□□□/NJ501-1□00标准配备了OPC UA服务器功能


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传统的PLC需要使用网关PC连接上位系统,必须注册变量并分配存储器。而欧姆龙支持OPC UA的CPU单元无需PC只需选择变量简单进行设定,即可直接连接上位IT系统。


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照片为示意图,并非实际应用。

此处介绍的系统构成为参考示例。

Sysmac为欧姆龙株式会社在日本和其它国家用于欧姆龙工厂自动化产品的商标或注册商标。

EtherCAT是德国Beckhoff Automation GmbH的注册商标和专利技术,由该公司授权使用。

Safety over EtherCAT是德国Beckhoff Automation GmbH的注册商标和专利技术,由该公司授权使用。

EtherNet/IP、CIP Safety CompoNet及DeviceNet是ODVA的商标。

OPC、OPC UA是OPC Foundation的商标。

所引用的其他公司名称和产品名称等均为各公司的注册商标或商标。


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