OPC – podstawa komunikacji w IIoT
- OPC
- IIoT
- Komunikacja przemysłowa
Jednym ze sposobów na uproszczenie procesów integracyjnych jest wykorzystanie ustandaryzowanych protokołów komunikacyjnych, kompatybilnych z większością maszyn i urządzeń w zakładzie pracy.
Istnieją w tym temacie dwa podejścia: użycie ECU w roli tłumacza lub zdecydowanie się na tylko jeden protokół. Druga opcja przyniesie dodatkową korzyść: łatwiejsze modyfikacje już po wdrożeniu. Ta zaleta została zauważona już przez amerykański ICONICS oraz japoński TAKEBISHI. Obie firmy połączyły siły w zakresie obsługi i sprzedaży serwerów OPC.
W artykule szczegółowo omówię sam protokół OPC, a w kolejnych publikacjach skupię się na konkretnych rozwiązaniach obu firm.
Spis treści
Podstawy zastosowań OPC
Protokół OPC jest standardem komunikacyjnym stosowanym w przemyśle, który umożliwia dwukierunkową wymianę danych między różnymi urządzeniami i systemami w zakładzie przemysłowym. To właśnie ta dwukierunkowość stanowi jego kluczową cechę, ponieważ pozwala zarówno na odczyt, jak i zapis informacji. OPC jest używany do przekazywania informacji między innymi o:
- stanie procesów,
- wartościach pomiarów,
- sterowaniu urządzeniami,
- wielu innych aspektach związanych z kontrolą i monitorowaniem w środowisku przemysłowym.
OPC został opracowany przez praktyków, inżynierów, użytkowników końcowych i dostawców branżowych. Wszystkich łączyło jedno – doskonała znajomość bolączek ówczesnego systemu. Dlatego, mimo tego, że protokół OPC powstał 30 lat temu, nadal jest rozwijany, aby odpowiadał wszystkim współczesnym wyzwaniom.
OPC od Takebishi
To jedna z najbardziej doświadczonych firm w dostarczaniu serwerów OPC i produktów na nich bazujących, a jednocześnie pionier na rynku Azji. Takebishi popularyzacją protokołu w swoim regionie przyczyniła się do wzrostu świadomości i popularności tego protokołu na całym świecie. W związku z rosnąca popularnością OPC, firma wprowadziła na rynek nowe, autorskie oprogramowanie – DeviceXPlorer.
Służy ono do zbierania, monitorowania i zarządzania danymi z różnych urządzeń i sterowników przemysłowych. Jest to popularne narzędzie wykorzystywane najczęściej w systemach SCADA/HMI oraz do integracji urządzeń i sterowników przemysłowych z oprogramowaniem nadzoru i sterowania procesami. DXP wspiera wiele protokołów, m.in.:
- MODBUS,
- OPC,
- Siemens S7,
- Mitsubishi Electric.
Dzięki temu zyskasz łatwą integrację z różnymi urządzeniami i sterownikami przemysłowymi, aby efektywnie zarządzać danymi i kontrolować procesy przemysłowe w czasie rzeczywistym.
Pełną listę obsługiwanych protokołów znajdziesz TUTAJ.
Rodzaje stosowanych protokołów OPC
Różnią się one w zależności od zastosowania i technologii komunikacyjnej. Najważniejsze to:
- OPC Classic: starsza wersja protokołu OPC, która opiera się na architekturze klient-serwer. W tej wersji klient (np. system SCADA lub HMI) łączy się z serwerem OPC, aby odczytywać lub zapisywać dane.
- OPC UA (Unified Architecture): nowocześniejsza wersja protokołu OPC, która została opracowana w celu zastąpienia OPC Classic. OPC UA jest bardziej elastyczne i bezpieczne, umożliwiając komunikację między różnymi platformami, w tym Windows, Linux i inne. Ma również wbudowane mechanizmy zabezpieczeń i autentykacji.
- OPC DA (Data Access): wersja skupia się na dostępie do bieżących danych procesowych. Jest to popularny protokół w aplikacjach, gdzie klient potrzebuje odczytywać i zapisywać dane w czasie rzeczywistym. Klient może także zainicjować żądania odczytu lub zapisu danych i otrzymywać odpowiedzi od serwera w czasie rzeczywistym.
- OPC AE (Alarm and Event): koncentruje się na obsłudze alarmów i zdarzeń w systemie przemysłowym. Jest używany do śledzenia i raportowania ważnych wydarzeń w czasie rzeczywistym. Pozwala na definiowanie, monitorowanie i obsługę alarmów w zakładzie przemysłowym, w tym wysyłanie powiadomień.
- OPC HDA (Historical Data Access): udziela dostępu do danych historycznych. Jest to przydatne w analizie długoterminowej i raportowaniu. Protokół umożliwia również generowanie raportów opartych na wybranych okresach czasu.
Architektura protokołu OPC
Tu sprawa jest prosta. Mamy do czynienia z popularnym rozwiązaniem: klient-serwer. Klientem jest tu oprogramowanie lub system (np. SCADA, HMI, MES lub inny system nadzoru), które komunikuje się z serwerem OPC, aby uzyskać dostęp do danych lub sterować urządzeniami w środowisku przemysłowym.
Protokół ten jest niezależny od protokołów transportu, co oznacza, że nie narzuca żadnego konkretnego sposobu komunikacji między klientem a serwerem OPC. W zależności od wersji OPC oraz implementacji danego systemu, można wykorzystywać różne protokoły komunikacyjne do przesyłania danych i komunikacji między klientem a serwerem.
W przypadku OPC Classic, często wykorzystywanym protokołem transportu był DCOM (Distributed Component Object Model). To technologia opracowana przez Microsoft, która umożliwia komunikację między procesami na różnych komputerach w sieci lokalnej. DCOM było wygodnym rozwiązaniem dla systemów działających w środowisku Windows, ale miało pewne ograniczenia, takie jak trudności z konfiguracją i zarządzaniem bezpieczeństwem.
Jednak w przypadku OPC UA (Unified Architecture), architektura protokołu stała się znacznie bardziej elastyczna. OPC UA obsługuje wiele różnych protokołów komunikacyjnych, w tym:
- TCP/IP: OPC UA może działać na warstwie transportowej protokołu TCP/IP, co oznacza, że może być używany w sieciach IP, takich jak sieć lokalna lub Internet.
- HTTP: protokół HTTP (Hypertext Transfer Protocol) jest powszechnie używany w komunikacji internetowej. OPC UA może wykorzystywać HTTP do komunikacji, co umożliwia dostęp do danych przemysłowych przez przeglądarki internetowe.
Zalety i zastosowania protokołu OPC
Protokół OPC jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach przemysłu, takich jak:
- energetyka,
- produkcja,
- petrochemia,
- transport,
- automatyka budynkowa.
Może być używany do monitorowania i sterowania procesami produkcyjnymi, gromadzenia danych pomiarowych, diagnozowania awarii, zarządzania energią, a także do integracji różnych systemów przemysłowych. OPC znajduje tak szerokie zastosowanie między innymi dzięki poniższym zaletom.
- Interoperacyjność: protokół jest niezwykle elastyczny i umożliwia komunikację między różnymi urządzeniami i systemami, niezależnie od producenta.
- Bezpieczeństwo: w przypadku OPC UA, protokół ten oferuje zaawansowane mechanizmy zabezpieczeń. Jest to kluczowe w przemyśle, gdzie bezpieczeństwo danych i procesów ma najwyższe znaczenie.
- Skalowalność: protokół OPC jest skalowalny i może obsługiwać zarówno małe zakłady przemysłowe, jak i duże kompleksy produkcyjne.
OPC – znany od lat i wciąż istotny
W świecie przemysłowej automatyzacji i IIoT, gdzie dane i komunikacja są kluczowymi czynnikami sukcesu, protokół OPC nadal odgrywa niezwykle istotną rolę.
Współpraca pomiędzy firmami ICONICS i Takebishi to doskonały przykład, jak doświadczeni gracze w przemyśle mogą połączyć siły, aby dostarczyć klientom wydajne i wszechstronne rozwiązania oparte na protokole OPC. Oprogramowanie takie jak DeviceXPlorer (DXP) od Takebishi znalazło swoje miejsce w środowiskach SCADA/HMI, pomagając w integracji różnorodnych urządzeń i sterowników, co przyczynia się do efektywnego zarządzania procesami przemysłowymi.
W perspektywie rozwoju IIoT, protokół pozostaje fundamentem komunikacji, który umożliwia naszym zakładom pracy osiągnąć nowe poziomy wydajności i efektywności. Dlatego warto pozostawać na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami i rozwiązaniami w dziedzinie OPC, aby wykorzystać jego pełny potencjał w dążeniu do doskonałości w świecie przemysłowej automatyzacji.
Masz pytania? Zapraszamy do kontaktu:
https://elmatic.net/kontakt
elmatic@elmark.com.pl
22 763 91 03
