Jaki wpływ na moduły gateway będzie mieć standard OPC-UA?

158

Stefan Selke, menadżer segmentu budowy maszyn w firmie Eaton. Współcześni operatorzy fabryk, którzy łączą ze sobą maszyny od różnych dostawców, bardzo często mają wątpliwości, czy te maszyny mogą się ze sobą komunikować w sposób naturalny. Dlatego też łącznie ze sobą maszyn – zarówno w nowym zakładzie, jak i integracja nowych maszyn z istniejącą infrastrukturą – nadal stanowi wyzwanie. Kierownicy fabryk domagają się normalizacji, a dla wielu graczy na rynku standaryzacja ta pochodzi od standardu OPC-UA. Prawie co tydzień do standardu OPC dołączają kolejne firmy z rynku automatyki maszyn.

Podczas gdy początkowym założeniem standardu OPC-UA było ułatwienie komunikacji M2M, zaczyna się ona również rozwijać w innych zastosowaniach. Niezależnie od tego, że OPC-UA z architekturą klient-serwer został zaprojektowany do komunikacji Inteligentnej Fabryki; kolejna generacja tego protokołu, oferująca funkcje PubSub, jest już w trakcie opracowywania. Kolejna wersja OPC-UA otwiera świat na komunikację w chmurze w oparciu o standardy, co jeszcze bardziej ułatwia producentom maszyn i integratorom wybór tego protokołu, ponieważ drzwi do Przemysłu 4.0 są szeroko otwarte.

Szczególnie mali i średni konstruktorzy maszyn i integratorzy systemowi zazwyczaj nie mają możliwości i środków do inwestowania w bezpieczne, wydajne technologie IoT i chmury obliczeniowe. Konwencjonalnym sposobem monitorowania ogólnoświatowej bazy instalacyjnej dla wielu klientów jest wykorzystanie systemu wdzwaniania do zbierania niezbędnych danych. Jest to nieefektywny sposób monitorowania warunków w systemie, a ponadto zależy od tego, czy klient końcowy ma możliwość otwarcia swojej sieci lokalnej na dostęp zewnętrzny. Wykorzystywanie potencjału standardu OPC-UA dla komunikacji M2M i M2Cloud, ustawia wszystkie interfejsy maszyn do jednej architektury.

Firmy Eaton i T-Systems połączyły swoje kluczowe kompetencje w celu stworzenia platformy multi-IoT, która łączy urządzenia maszynowe za pośrednictwem chmury. W oparciu o usługę Microsoft Azure bezproblemowo gromadzi dane z wszelkiego rodzaju maszyn i aplikacji w oparciu o ujednoliconą architekturę, którą wystarczy dostosować do indywidualnych wymagań. Dane są bezpiecznie przesyłane i zabezpieczane oraz mogą być dostarczane do specjalnych paneli sterowania dla różnych grup użytkowników. Niezależnie od tego, czy jest to kierownik fabryki, firma usługowa czy integrator systemowy, każdy abonent otrzymuje dokładnie te informacje, które są mu potrzebne. Z inteligentnej fabryki do chmury prowadzi tylko jedna zabezpieczona linia komunikacyjna. Wszyscy ci użytkownicy mają bezpośredni dostęp do przechowywanych danych, bez konieczności omijania zapory sieciowej użytkownika końcowego.

Nie wszystkie fabryki będą całkiem nowymi instalacjami. W wielu przypadkach nowe maszyny są zintegrowane z istniejącą infrastrukturą, która bardzo często nie ma możliwości komunikacji w protokole OPC. Niemniej jednak, operatorzy w fabrykach mogą chcieć uaktualnić swoją zainstalowaną bazę do nowych standardów. W takich przypadkach istnieje wiele możliwości dokładnej aktualizacji maszyn, bez konieczności dotykania sterownika PLC, który bardzo często hamuje prawidłowe funkcjonowanie instalacji w miarę, jak wzrastają wysiłki. Poprzez proste dodanie nowych urządzeń wizualizacyjnych lub interfejsów z odpowiednimi możliwościami, nawet istniejące maszyny mogą komunikować się z chmurą opartą na standardzie OPC-UA.

Pozostaje jeszcze jedno pytanie, które wymaga odpowiedzi: Czy istnieje potrzeba lub korzyść w sprowadzeniu OPC-UA do poziomu komponentów? Obecnie przemysłowy Ethernet ma niejednorodny charakter. Jednak niezależnie od wybranego protokołu Ethernet zainstalowanego na maszynie, wszystkie one są zgodne z tym samym podstawowym językiem komunikacyjnym TCP/IP i dlatego są kompatybilne ze standardem OPC-UA. Potencjalnym sposobem połączenia się ze standardem OPC-UA byłoby wykorzystanie funkcjonalnego zestawu komponentów w celu stworzenia cybernetycznego systemu fizycznego (Cyber Physical System – CPS) i wykonania takiej funkcji – tzw. „smart to manage” CPS.

Różne maszyny od różnych dostawców będą wyposażone w kilka CPS-ów i wszystkie będą się komunikować przy użyciu tego samego protokołu. W przyszłości prawdopodobnie każda maszyna będzie się składała z kilku niezależnych, modułowych CPS-ów, które będą się komunikowały bezpośrednio poprzez protokół OPC-UA. Dzięki temu każda pojedyncza aplikacja będzie mogła komunikować się z inną bez konieczności korzystania z wielu modułów gateway. Dzięki wypełnieniu luki komunikacyjnej za pomocą standardu OPC-UA w maszynie, raz zdefiniowane poziomy piramidy automatyki stają się naprawdę rozmyte. Otworzy to nowe możliwości projektowania maszyn modułowych, szybszych i bardziej opłacalnych.

Dzięki połączeniu sił z zaufanymi partnerami, konstruktorzy maszyn i systemów będą mieli prosty, całościowy i bezpieczny sposób na przygotowanie swoich maszyn do pracy w technologii IoT i skorzystają z możliwości związanych z modułowością i usługami w chmurze.

Żródło: Eaton