Архитектура OPC UA используется повсеместно. Она обрела популярность среди производителей и пользователей благодаря независимости от поставщика оборудования, наличию информационных моделей и встроенным механизмам кибербезопасности.
Однако архитектура OPC UA имеет ряд серьезных ограничений в отношении таких сложных задач, как обеспечение функциональной безопасности, управление движением или связь в режиме в реального времени. Реализация модели издатель/подписчик и интеграция стандартов Time-Sensitive Networking (TSN) обеспечили поддержку стандартом OPC UA режима реального времени.
Модель издатель/подписчик
До настоящего времени в архитектуре OPC UA использовалась модель связи клиент/сервер: клиент запрашивает информацию и получает ответ от сервера. Эта модель имеет ряд ограничений при работе в сетях с большим количеством узлов.
Поэтому было принято решение дополнить стандарт OPC UA моделью связи издатель/подписчик. Она обеспечивает связь от одного ко многим и от многих ко многим. Сервер отправляет свои данные в сеть (публикация) и каждый клиент может получить эти данные (подписка).
![](/fileadmin/OPC-UA-Server-Client-096107f6.jpg)
![](/fileadmin/OPC-UA-Pub-Sub-Publish-Subscribe-a621315a.jpg)
Возможность использования стандартного Ethernet в режиме реального времени
Одной лишь модели издатель/подписчик недостаточно, чтобы обеспечить возможность связи по стандарту OPC UA в режиме реального времени. Поэтому организация OPC Foundation приняла решение объединить технологию OPC UA со стандартами Time-Sensitive Networking (TSN), которые дополняют стандарт Ethernet IEEE 802 описанием связи в режиме реального времени. Помимо всего прочего, внедрение стандартов TSN описывает детерминированную передачу данных. Данные стандарты, востребованные во многих областях, были опубликованы рабочей группой IEEE 802.1.
![](/fileadmin/FLC_Grafik-bbb5b791.jpg)
Независимые от поставщика функции управления движением, функциональной безопасности и связи в реальном времени
Чтобы согласовать усилия по разработке и внедрению спецификации OPC UA вместе с TSN и соответствующих профилей приложений, OPC Foundation дала старт инициативе Field Level Communication. В настоящее время ведется работа по стандартизации функций в рамках инициативы Field Level Communications, которая фокусируется на задачах полевого уровня - связи с системой ввода/вывода, управлении движением и обеспечении функциональной безопасности.
Руководящий комитет OPC Foundation по коммуникации на полевом уровне состоит из 24 ведущих компаний-поставщиков технологий автоматизации: ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Murr Elektronik, Moxa, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago и Yokogawa. Директор инициативы Петер Лутц отвечает за развитие и разработку спецификации.
![](/fileadmin/All-Logos-OPC-UA-over-TSN-18885772.jpg)
Решение задач завтрашнего дня
Испытания OPC UA over TSN показали, что технология может обеспечить 18-кратный прирост производительности в сравнении с имеющимся на рынке решениями. Ее можно использовать в чувствительных ко времени прикладных программах, например при синхронизации робота с интеллектуальной конвейерной системой.
Также OPC UA over TSN в большей степени, чем другие технологии, удовлетворяет требованиям любых приводных решений, как динамичных централизованных, так и интеллектуальных распределенных. Это позитивно сказывается не только на производительности, но и на качестве продукции.
Испытательная установка - проверка на совместимость
Множество компаний, которые не входят в OPC Foundation, также работают над развитием коммуникационного стандарта OPC UA over TSN. Производители контроллеров, полевых устройств и сетевого оборудования проверяют свои разработки и продукты на совместимость с оборудованием от других поставщиков на испытательных стендах. Такие испытания повышают эффективность и скорость разработки продуктов, поддерживающих новый стандарт связи. На сегодняшний день большинство активных испытательных стендов TSN находятся под управлением IIC и LNI.
Хотите получить больше информации?
В разделе Часто задаваемые вопросы про OPC UA over TSN специалист по сетевым решениям Штефан Бина расскажет о том, какую важную роль играет единый стандарт связи в новой промышленной революции.
В статье по OPC UA over TSN представлено детальное описание взаимосвязи между различными механизмами этой технологии.