通过集成OPC UA应对互联要求


日期:2017/12/14 来源:MM《现代制造》

当前客户对于工业通信技术的需求呈现多样性,而机器客户则更强调实时性,可通过POWERLINK技术来保证机器客户的要求,包括基于openSAFETY的安全控制。对于过程控制,包括数据容量、冗余需求,而对于工厂运行,则强调开放性、数据容量和互操作性。例如,贝加莱设计的OrangeBox就是为了老旧工厂改造升级的通信互联问题。OrangeBox不是一个简单的硬件产品,它将I/O采集、总线互联、现场应用功能等集成于一体,可以运行在一个Panel PC、PC上,解决多种现场复杂问题。

贝加莱工业自动化(中国)有限公司产品经理周靖

贝加莱工业自动化(中国)有限公司产品经理 周靖

贝加莱在原有POWERLINK的基础上将OPC UA的各种功能进行了集成,并延伸到对TSN的支持,以应对越来越多的工厂互联需求。对POWERLINK的升级主要体现在,采用OPC UA的标准来定义设备描述层信息;另一方面,TSN技术已经在IIC进行互操作性测试。新的Automation Studio里对OPC UA的功能进行了丰富,以应对各种互联现场的需求。

OPC UA是实现IT与OT融合垂直信息集成、以及车间产线级水平信息集成,包括业务端到端集成的关键,也是实现工业4.0的关键,甚至于对很多应用场景而言,无需通过总线控制层即可达到云层。贝加莱坚定支持OPC UA,自2008年即对OPC UA在Automation Studio平台的全面功能集成进行投入,包括即将投入的Pub/Sub传输机制。在垂直行业领域,贝加莱还将Euromap、OMAC/PackML基于OPC UA行规进行了集成,旨在为客户提供在产线级数据应用打基础。贝加莱的POWERLINK总线的应用层也将基于OPC UA进行设计,包括底层采用TSN的产品已经在IIC的Testbed进行了测试。

贝加莱通过集成OPC UA来发挥未来从机器到产线,再到信息集成的全联通,让整个架构可以为客户带来工程成本降低、开发周期缩短方面的OPC UA客户价值。例如,OPC UA TSN使IT与OT得到融合,IT的大容量、OT的周期性数据可通过TSN在同一网络中传输,而OPC UA则用于实现产线多网络、异构系统间的语义互操作,实现水平信息集成,以及与IT系统的垂直信息集成,包括业务系统间的端到端集成。OPC UA TSN的融合使得IT资源可以为制造业客户提供更多增值服务(能源、运营维护、质量优化等),使得系统的配置变得简单,在HMI方面,可以采用IT的方式,降低在设备方面的投资。

针对网络安全问题,贝加莱认为传统的总线或实时以太网均属于现场网络,一般不与外界互联,即使是互联数据,也与生产质量、安全和响应无关。即便如此,自动化厂商从未松懈在安全性方面的投入,贝加莱开发了SiteManager、GateManager和LinkManager等产品,以确保安全传输,这些设备主要是对数据进行安全封装,通过独特的数据封装方式传输并加密存储到云端,仅有授权的LinkManager才能解密并访问数据。贝加莱的SiteManager可用于现场设备的安全通信连接;GateManager是连接工厂各个节点到云端的直接网关,可确保工业现场数据的安全传输;LinkManager是一种访问端软件,可对存储在云端的加密数据进行访问,为客户提供远程、安全的数据传输与访问,确保工业数据的安全性(Security)。

总之,工业通信当前主要解决OT与IT数据的集成问题,TSN就是为了实现这一集成而开发的,因为OT都是用于控制的周期性数据,而IT则是非周期、大容量的数据需求。TSN目前已经投入测试阶段,另外其标准在IEEE的推动包括网络与用户配置方面的IEEE802.1Qcc,现在已经有很多主流厂商参与了IIC的互操作测试。在智能工厂目标的驱使下,贝加莱针对工业通信实现了高实时性网络POWERLINK,并在POWERLINK的应用层采用了OPC UA规范;底层MAC开发了IEEE802.1的接口;在安全方面推出了openSAFETY;在互操作层集成OPC UA及其Pub/Sub机制;针对与IT互联的其他访问接口也可以集成,如MQTT、AMQP等;在针对流程自动化与工厂自动化的APROL平台和针对智能机器开发的Automation Studio平台都已经集成。