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第2期 OPC UA的特点
“连接、传达、安全”

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。

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”。

传达

下面来看“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。

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。

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。

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。

OPC Foundation除了提供这种信息模型的机制,还积极创建可以实际利用的信息模型。与推动工业领域用设备、装置、应用的普及和发展的行业团体合作,制定信息模型的规格。比方说,与PLC国际标准化团体PLCopen合作创建的配套规格“OPC UA Information Model for IEC 61131-3”已于2010年公开。欧姆龙的NX102/NJ501标准配备的OPC UA符合该配套规格。

配套规格和与行业团体的合作将会在下期(第3期 OPC UA的特点2 合作和合规)详细介绍。

安全

为了实现工业IoT和互连的工厂,制造现场的网络安全措施也变得非常重要。

对于制造现场的FA系统与上位IT系统的连接、通过远程访问进行维护、为持续追求生产效率而进一步利用互联网技术,其课题是确保安全。

而且,对于药品和汽车部件制造,“安心、安全地制造产品”的重要性也与日俱增。为了证明“制造过程是否正确”,表明制造数据未被篡改的机制也开始得到引进。

OPC UA采用互联网标准使用的安全技术,满足了完整性、机密性、可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。

而且,OPC UA的规格和基础软件接受了德国信息安全局(BSI)的安全分析,证实了其具备高水平的安全性。从规格和设计的观点来说,也可以称之为高安全性的“Secure By Design”国际标准。

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。

  1. 第1期 OPC UA的概要 “The Industrial Interoperability Standard”
  2. 第2期 OPC UA的特点“连接、传达、安全”(本文)
  3. 第3期 OPC UA的活动(1)合作
  4. 第4期 OPC UA的活动(2)合规
  5. 第5期 支持OPC UA的产品和引进事例
  6. 第6期 OPC UA的新动向
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。
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