モーション・コントロール、セーフティ、リアルタイム・アプリケーション向けのOPC UA

OPC UAは広く使用されています： ベンダーの独立性、情報モデル、および統合されたサイバーセキュリティメカニズムにより、OPC UAはさまざまな産業用アプリケーションの一般的なソリューションとなっています。

しかしながら、セーフティ、モーション・コントロール、リアルタイム通信などの複雑なアプリケーションに関しては、OPC UAには限界がありました。そこで、出版(パブリッシュ)－購読(サブスクライブ）型モデル(Pub/Sub)およびTime-Sensitive Networking (TSN)標準イーサネットで拡張されてから、OPC UAはリアルタイム通信が可能となりました。

今までOPC UAは、クライアントが情報を要求し、サーバから応答を受信するという「クライアント－サーバ」のメカニズムを使用していました。この「クライントーサーバ」システムは、ネットワーク上にノードが多数ある場合に限界がありました。

そのような理由から、OPC UA通信ソリューションにPub/Subアーキテクチャを追加しました。出版-購読型(Pub/Sub)モデルは、一vs.多、多vs.多の通信を可能にします。サーバはデータをネットワークに送信し（出版）、すべてのクライアントはそれぞれこのデータを受け取ることができます（購読）。

出版－購読型モデルだけでは、OPC UAにリアルタイム性を持たせるには不十分です。そこで、OPCファウンデーションはTime-Sensitive Networking (TSN)に注目しました。これは、イーサネット標準IEEE 802 にさまざまなリアルタイム機能が追加されます。その中には、データが配信される正確な時間枠を保証する機能があります。多くのアプリケーションに必要なTSN標準は、IEEE802.1ワーキンググループによってすでに公開されていました。

OPC UAをTSNおよび関連するアプリケーションプロファイルとともに実装するための凝集したオープンなアプローチを確保するために、OPCファウンデーションは新しいフィールド・レベル・コミュニケーションス・イニシアチブを開始しました。フィールド・レベル・コミュニケーションス・イニシアチブでのワーキンググループで現在行われている統合機能の標準化への取り組みは、主にI/O、モーション・コントロール、セーフティ・アプリケーションに焦点を当てています。

OPCファウンデーションのフィールドレベルのコミュニケーションに関する運営委員会は、オートメーション業界の24のサプライヤで構成されています。ABB、Beckhoff、Bosch-Rexroth、B&R、シスコシステムズ、ヒルシャ―、Hirschmann、ファーウェイ、インテル、Kalycito、KUKA、三菱電機、モレックス、オムロン、フェニックスコンタクト、ピルツ、 ロックウェルオートメーション、シュナイダーエレクトリック、 シーメンス、TTTech、ワゴ、 横河電機 （敬称略） ワーキングイニシアチブのディレクター Peter Lutz は、進行中の開発および仕様の取り組みを率いて推進しています。

OPC UA over TSNは従来のソリューションの18倍ものパフォーマンスを提供します。これにより、ロボットとインテリジェントなトラックシステムと同期させるなど、タイム・クリティカルなアプリケーションを実装可能となります。

高速で集中型や、インテリジェントで分散型のものでも、ドライブソリューションは、他のソリューションよりもOPC UA over TSNの方がアプリケーションのニーズに簡単に適合できます。その結果、生産性と品質の両方が向上します。

OPCファウンデーションのワーキンググループ以外でも、多くの企業が新しい通信標準の実装に取り組んでいます。コントローラ、フィールドデバイス、およびインフラのメーカは、テストベッド環境でのプロトタイプの相互運用性を評価します。テストベッドは、新しい通信ソリューションを使用した製品開発において、効率的かつ的を絞った進歩を遂げるデバイスメーカにとって理想的な方法です。現在、とてもアクティブなTSNテストベッドは IIC と LNIにて行われています。

FAQ about OPC UA over TSN ： 新たなネットワーク統一規格が次の産業革命でどのような役割を果たすのか、ネットワークスペシャリストのStefan Binaが説明します。

OPC UA over TSN whitepaper ： 個々のメカニズム間の相互作用を詳細に説明します。