Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
O společnosti
Stažení software
Stažení dokumentů
Obchodní partneři
Produkty
Programový systém Control Web
Strojové vidění VisionLab
Kamery DataCam a  osvětlovače DataLight
Průmyslový počítačový systém DataLab
Vědecké CCD kamery
Speciální technika
Ceník
Aktivace produktů
Služby
Školení
Zakázková řešení
Podpora
Rady pro tvorbu aplikací


Hlavní stránka  Novinky

Control Web a OPC UA
 OPC Unified Architecture (OPC UA) je univerzálním standardem pro komunikaci a sdílení dat mezi různými zařízeními od různých výrobců vytvořený organizací OPC Foundation. Vzhledem ke své obecnosti a platformové nezávislosti se OPC UA pravděpodobně stane důležitým komunikačním standardem v průmyslu 4.0 a Internetu vecí (IoT Internet of Things). Pro Control Web 8 je nyní k dispozici nový ovladač OPC UA klient.

Ovladač OPC UA klient pro Control Web využívá nové rozhraní ovladačů doplněné v Control Webu 8. Z tohoto důvodu nebude ovladač k dispozici pro starší verze systému Control Web. Vzhledem k jednodušším licenčním podmínkám Control Webu 8 je možné ovladač zkoušet i bez použití licence.

Vznik OPC UA

OPC UA vznikla jako nástupce populární OPC, dnes nejčastěji označované jako klasické OPC (OPC Classic). Klasické OPC navrhla organizace OPC Foundation v roce 1996. Tehdy ještě zkratka OPC znamenala OLE for Process Control. Jak vyplývá z názvu, jedná se o komunikační standard založený na technologii OLE (Object Linking and Embeding), patřící k technologii COM (Component Object Model) firmy Microsoft. Standard OPC se stal v průmyslové automatizaci značně rozšířeným, prakticky pro jakékoliv zařízení používané v průmyslu existuje klasický OPC server. Díky použitým technologiím je však klasické OPC možné používat pouze v operačním systému Windows. Implementace například přímo v PLC je velmi obtížná. Navíc přístup ke vzdálenému serveru, který využívá DCOM (D jako distributed) je komplikovaný, obtížně se konfiguruje a uživatelé s ním mají velké potíže. To byly důvody ke vzniku nového standardu.

Iniciativy se chopila stejná organizace OPC Foundation a v roce 2006 vydala první verzi OPC UA. OPC UA není závislé na žádné platformě. Existují implementace v ANSI C, Javě, nebo .NET. Dnes má již zkratka OPC jiný význam: Open Platform Communications.

V klasickém OPC byla samostatná specifikace pro přístup k datům (DA - Data Access), přístup k Historickým datům (HDA History Data Access) a přístup k alarmům a událostem (AE Alarm and Events). V OPC UA je vše v jedné specifikaci. Adresní prostor serveru může obsahovat uzly, které mají pouze hodnotu (data access) nebo mohou mít historii, případně vytvářet události (Alarm and Events). Navíc byla doplněna možnost volání procedur. Adresní prostor je univerzálnější, umožňuje definovat nové strukturované typy, pohledy, více jmených prostorů a podobně. Díky větší obecnosti a větším možnostem je však OPC UA specifikace velmi rozsáhlá.

Na rozdíl od klasického OPC je v OPC UA komunikace mezi serverem a klientem vždy síťová. Jsou možné dvě varianty:

  • Binární protokol prostřednictvím TCP

  • Webový protokol (HTTP, SOAP)

Server může podporovat jeden nebo oba protokoly. Specifikace protokolu je součástí URL (adresy) serveru:

opc.tcp://ua_server.mii.cz
http://ua_server.mii.cz

Adresní prostor OPC UA Serveru

Adresní prostor OPC UA serverů je hierarchický. Skládá se z uzlů (nodes) a vazeb mezi nimi (reference). Každá reference spojuje dva uzly. Existuje několik typů referencí. Například reference typu Organizes se používá k vytvoření hierarchické struktury adresního prostoru serveru. Adresní prostor si můžeme představit jako strom, kde vazba mezi uzly je tvořená referencemi.

Existuje několik typů uzlů:

ObjektPopis
Proměnná (Variable)

Pro nás nejdůležitější typ uzlu. Tento uzel obsahuje data, která můžeme číst nebo zapisovat. Data musí odpovídat typu. Typ proměnné definuje reference HasTypeDefinition.

Poznámka:

Typ může být také strukturovaný, potom struktura proměnné musí odpovídat svému typu. Proměnná například může mít několik položek s nimiž bude spojená referencí typu HasComponent.

Objekt (Object)

Uzel tohoto typu slouží k vytváření hierarchické struktury. Neobsahuje hodnotu.

Metoda (Method)

Metoda, kterou může klient volat.

Poznámka:

Aktuální verze ovladače OPC UA klient pro Control Web nepodporuje volání metod.

Pohled (View)

Pohledy umožňují zobrazit část adresního prostoru.

Datový typ (DataType)

Definice datového typu.

Typ proměnné (VariableType)

Definice typu proměnné.

Typ objektu (ObjectType)

Definice typu objektu.

Typ reference (ReferenceType)

Definice typu reference.

Identifikátor uzlu

Každý uzel má jednoznačný identifikátor (NodeId). Identifikátor je možné použít k přímému přístupu k uzlu, bez ohledu na jeho umístění v adresním prostoru serveru. Je například možné číst nebo zapisovat jeho hodnotu, případně další atributy. Toho využívá ovladač OPC UA klient pro Control Web. Identifikátory uzlů jsou definicí v parametrickém souboru propojeny na čísla kanálů. Čtením nebo zápisem kanálu vyvoláme čtení nebo zápis hodnoty uzlu v OPC serveru.

Identifikátor uzlu se skládá ze tří části:

Index jmenného prostoru (name space index)

Adresní prostor serveru bývá zpravidla rozdělen na jmenné prostory. Identifikátor (třetí část identifikátoru uzlu) je jedinečný pouze ve svém adresním prostoru.

Typ identifikátoru (identifier type)

Určuje typ následující poslední položky (identifikátoru).

Možné hodnoty jsou:

  • číslo (v zápisu označeno písmenem n)

  • řetězec (v zápisu označeno písmenem s)

  • GUID (v zápisu označeno písmenem g)

  • OPAQUE pole bajtů (v zápisu označeno písmenem b)

Identifikátor

Jednoznačný identifikátor v rámci daného jmenného prostoru.

Formát zápisu identifikátoru je následující:

ns=<name space index>; n|s|g|b = <id>

příklad identifikátoru:

ns=5;s=Sinusoid3

index jmenného prostoru se v zápisu nemusí uvádět, potom se předpokládá, že je to 0. Například:

i=1234

Zabezpečení

Ve specifikaci OPC UA je kladen velký důraz na bezpečnost. Dle specifikace OPC UA jsou tři možnosti zabezpečení komunikačního kanálu:

  • Žádné zabezpečení (none) - Nejsou vyžadovány certifikáty, komunikační kanál není zabezpečený.

  • Podepsané - Mezi klientem a serverem je vytvořen komunikační kanál. Jednotlivé zprávy jsou podepisované certifikáty serveru nebo klienta.

  • Podepsané a kryptované - Mezi klientem a serverem je vytvořen komunikační kanál. Jednotlivé zprávy jsou podepisované certifikáty serveru nebo klienta a kryptované. Tato varianta je nejbezpečnější a doporučená.

Pokud je to vyžadováno, má každá strana komunikace svůj certifikát, který ji jednoznačně identifikuje. Při navazování komunikace je vytvořen šifrovaný komunikační kanál. Klient i server mohou povolit komunikaci s jakýmkoliv protějškem (jakýkoliv certifikát považují z důvěryhodný) nebo je nutné buď používat certifikáty vydané důvěryhodnou certifikační autoritou nebo v konfiguraci serveru a klienta certifikát druhé strany označit a důvěryhodný.

Postup může být například následující: Ovladač OPC UA klient pro Control Web vytváří svůj bezpečnostní certifikát automaticky při prvním spuštění na daném počítači. Při prvním pokusu o připojení získá klient (ovladač) certifikát serveru. Protože nenajde certifikát ve svém seznamu důvěryhodných certifikátů, uloží získaný certifikát do svého seznamu nedůvěryhodných certifikátů a se serverem se odmítne spojit. Uživatel nyní musí spustit konfiguraci zabezpečení a certifikát označit za důvěryhodný. Ovladač tento certifikát přesune do svého seznamu důvěryhodných certifikátů a při následujícím pokusu o spojení server neodmítne. Obdobně může být nutné označit certifikát klienta v konfiguraci serveru.

Subscription - odběr informací o změnách

V klasickém OPC i v novém OPC UA je jako doporučený způsob komunikace uváděna notifikace o změně hodnoty klienta ze serveru. Klient si určuje, které změny a jak často pro něj má server sledovat.

Při tomto způsobu komunikace klient zvolí uzly, jejichž hodnoty ho zajímají. K nim vytvoří odpovídající sledované položky (monitored items). U každé nastavíme požadovanou periodu vzorkování (sampling interval). Monitorovaná položka je vlastně identifikátor uzlu rozšířený o periodu. Monitorovaná položka sleduje změny hodnoty (s danou periodou) a záznam o změně ukládá do fronty.

Pro určitou skupinu takto vytvořených položek vytvoří klient odběr (subscription). Odběru nastavíme periodu odesílání změn (publishing interval). Perioda odesílání změn může být delší než perioda vzorkování. Potom může být při jednom odeslání změn posláno několik změn stejného uzlu. U každé změny je zaznamenána časová značka (time stamp).

Ovladač OPC UA klient pro Control Web tento způsob komunikace podporuje (v parametrickém souboru se skupina uzlů v subscription vytvoří v sekci monitored_items).

Profily

OPC UA specifikace je velmi rozsáhlá, ale naštěstí nemusí každý server ani klient podporovat všechny vlastnosti. Aby existoval přehled, které vlastnosti daný server podporuje, vznikly takzvané profily. Každý profil definuje seznam vlastností, které server může implementovat. Existuje seznam profilů pro klienty, pro servery, seznam komunikačních profilů (transport profiles) a bezpečnostních profilů (security profiles). Aktuální přehled všech profilů je možné najít na webu OPC Foundation.

 
 | O společnosti | Produkty | Podpora | Stažení software | Stažení dokumentů | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302