Το OPC UA (OPC Unified Architecture) είναι μια αρχιτεκτονική επικοινωνίας ανεξάρτητη από πλατφόρμα, προσανατολισμένη στις υπηρεσίες, ανοιχτή και ασφαλή αρχιτεκτονική επικοινωνίας. Επιτρέπει τη διαλειτουργικότητα συσκευών βιομηχανικού αυτοματισμού, συστημάτων και εφαρμογών λογισμικού από διαφορετικούς προμηθευτές. Το μοντέλο πληροφοριών OPC UA ορίζει τους κωδικούς και τις μορφές για την ανταλλαγή δεδομένων χρησιμοποιώντας διάφορα πρωτόκολλα μεταφοράς.
Το ίδιο ίδρυμα ανέπτυξε το OPC UA και τον προκάτοχό του, Open Platform Communications (OPC), αλλά διαφέρουν σημαντικά. Το ίδρυμα συνεχίζει να αναπτύσσει το OPC UA για να δημιουργήσει μια αρχιτεκτονική που είναι πιο επιθυμητή από τις αρχικές επικοινωνίες OPC και περισσότερο σύμφωνη με τις ανάγκες του εξελισσόμενου βιομηχανικού αυτοματισμού.
Το OPC Foundation κυκλοφόρησε την πρώτη έκδοση της προδιαγραφής OPC UA το 2006 και από σήμερα, το OPC UA βρίσκεται στην έκδοση 1.05. Εκτός από το μοντέλο Client-Server (Συνδρομές), το OPC UA περιλαμβάνει έναν μηχανισμό Pub-Sub, ο οποίος επιτρέπει την προώθηση των προδιαγραφών JSON (επίσης χρησιμοποιώντας την τυπικά καθορισμένη δυαδική προδιαγραφή - UADP) μέσω του πρωτοκόλλου UDP, Πρωτόκολλο MQTT, ή Πρωτόκολλο AMQP.
Μέσω του γρήγορου, ασφαλούς και αξιόπιστου καναλιού μεταφοράς που παρέχεται από την Πρωτόκολλο MQTT, το OPC UA μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας το διαδίκτυο για μεταφορά δεδομένων, διατηρώντας παράλληλα τα βασικά πλεονεκτήματα της ασφάλειας από άκρο σε άκρο του OPC UA και της τυποποιημένης μοντελοποίησης δεδομένων.
Χαρακτηριστικά του OPC UA
- Λειτουργική ισοδυναμία – Όλες οι προδιαγραφές OPC Classic αντιστοιχίζονται στο UA και το OPC UA περιλαμβάνει τις λειτουργίες DA, A&E και HDA που βρίσκονται στο OPC Classic:
Λειτουργικότητα | Περιγραφές |
---|---|
Ανακάλυψη | Βρείτε διαθέσιμους διακομιστές OPC στον τοπικό υπολογιστή ή/και στο δίκτυό σας |
Χώρος διευθύνσεων | Όλα τα δεδομένα αναπαρίστανται ιεραρχικά (π.χ. αρχεία και φάκελοι), επιτρέποντας στους πελάτες OPC να ανακαλύψουν και να χρησιμοποιήσουν απλές και σύνθετες δομές δεδομένων |
Κατα παραγγελια | Ανάγνωση και εγγραφή δεδομένων/πληροφοριών βάσει δικαιωμάτων πρόσβασης |
Συνδρομή | Παρακολουθήστε δεδομένα/πληροφορίες και αναφέρετε εξαιρέσεις όταν οι τιμές αλλάζουν πέρα από τις ρυθμίσεις του πελάτη |
Συμβάν | Οι ρυθμίσεις που βασίζονται σε πελάτες ειδοποιούν σημαντικές πληροφορίες |
Μέθοδος | Οι πελάτες μπορούν να εκτελέσουν προγράμματα με βάση τις μεθόδους που ορίζονται στον διακομιστή κ.λπ. |
- Ασφάλεια – Η κρυπτογράφηση, ο έλεγχος ταυτότητας και ο έλεγχος μηνυμάτων, ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα για έναν οργανισμό κατά την επιλογή ενός προτύπου τεχνολογίας είναι η ασφάλεια. Το OPC UA αντιμετωπίζει την ασφάλεια παρέχοντας ένα σύνολο στοιχείων ελέγχου κατά τη διέλευση από τείχη προστασίας:
Λειτουργικότητα | Περιγραφές |
---|---|
Μεταφορά | Ορίζεται ένας αριθμός πρωτοκόλλων, παρέχοντας επιλογές όπως εξαιρετικά γρήγορες δυαδικές μεταφορές OPC ή το γενικότερο SOAP-HTTPS |
Κρυπτογράφηση συνεδρίας | Οι πληροφορίες μεταδίδονται με ασφάλεια με επίπεδα κρυπτογράφησης 128-bit ή 256-bit |
Υπογραφή μηνύματος | Η υπογραφή πρέπει να είναι πανομοιότυπη κατά τη λήψη του μηνύματος όπως και κατά την αποστολή του. |
Αλληλουχία Πακέτα Δεδομένων | Προσδιορίστηκαν επιθέσεις επανάληψης μηνυμάτων που εξαλείφθηκαν μέσω της αλληλουχίας |
Πιστοποιώ την αυθεντικότητα | Κάθε πελάτης και διακομιστής UA αναγνωρίζεται από ένα πιστοποιητικό OpenSSL, το οποίο παρέχει έλεγχο στον τρόπο σύνδεσης των εφαρμογών και των συστημάτων μεταξύ τους. |
Έλεγχος χρήστη | Οι εφαρμογές μπορεί να απαιτούν έλεγχο ταυτότητας χρήστη (διαπιστευτήρια σύνδεσης, πιστοποιητικά κ.λπ.) και μπορούν να περιορίσουν ή να βελτιώσουν περαιτέρω την πρόσβαση των χρηστών σε δικαιώματα και «προβολές» του χώρου διευθύνσεων. |
Έλεγχοι | Καταγραφή της δραστηριότητας χρήστη ή/και συστήματος για παροχή ίχνους ελέγχου πρόσβασης |
- Ολοκληρωμένη Μοντελοποίηση Πληροφοριών: Το Πλαίσιο Μοντελοποίησης Πληροφοριών OPC UA, που χρησιμοποιείται για τον ορισμό σύνθετων πληροφοριών, μετατρέπει τα δεδομένα σε πληροφορίες. Επιτρέπει τη μοντελοποίηση και την επέκταση ακόμη και των πιο περίπλοκων δομών πολλαπλών επιπέδων μέσω πλήρως αντικειμενοστρεφούς λειτουργικότητας, με δυνατότητα καθορισμού τύπων δεδομένων και δομών σε αρχεία διαμόρφωσης.
Μοντέλο πληροφοριών για το OPC UA
Το μοντέλο πληροφοριών OPC UA, ο χώρος διευθύνσεων, είναι ένα δίκτυο κόμβων και αναφορών που σχηματίζουν ένα δομημένο γράφημα.
Τα αντικείμενα σε μια τυπική μορφή αντιπροσωπεύονται στο χώρο διευθύνσεων, όπου τα στοιχεία του μοντέλου ονομάζονται κόμβοι. Ο χώρος διευθύνσεων αντιπροσωπεύει τα αντικείμενα και τα στοιχεία τους ως μια συλλογή κόμβων, που περιγράφονται με χαρακτηριστικά και συνδέονται με αναφορές. Η μοντελοποίηση OPC UA έχει να κάνει με τη δημιουργία κόμβων και αναφορών μεταξύ κόμβων.
Μοντέλο αντικειμένου
Το OPC UA χρησιμοποιεί αντικείμενα ως βάση για την αναπαράσταση δεδομένων και δραστηριοτήτων στο σύστημα επεξεργασίας. Οι μεταβλητές, τα συμβάντα και οι μέθοδοι διασυνδέονται με αναφορά εντός αντικειμένων.
Μοντέλο κόμβου
- Τα χαρακτηριστικά περιγράφουν κόμβους και διαφορετικές κατηγορίες κόμβων έχουν διαφορετικά σύνολα χαρακτηριστικών. Ο ορισμός μιας κλάσης κόμβου περιλαμβάνει καθοριστικά χαρακτηριστικά, επομένως ο χώρος διευθύνσεων δεν περιλαμβάνει χαρακτηριστικά.
- Μια αναφορά αντιπροσωπεύει μια σχέση μεταξύ κόμβων. Ένα στιγμιότυπο ενός κόμβου του τύπου αναφοράς που υπάρχει στο χώρο διευθύνσεων ορίζει μια αναφορά.
- Γενικές ιδιότητες του μοντέλου κόμβου
Μοντέλο Αναφοράς
Ο κόμβος προέλευσης είναι ο κόμβος που περιέχει την αναφορά και ο κόμβος στόχος είναι ο κόμβος αναφοράς. Ο αναφερόμενος κόμβος στόχος μπορεί να βρίσκεται στον ίδιο χώρο διευθύνσεων με τον κόμβο προέλευσης ή στο χώρο διευθύνσεων ενός άλλου διακομιστή OPC ή ακόμα και ο κόμβος στόχος μπορεί να μην υπάρχει.
Τύποι κόμβων
Οι πιο σημαντικές κατηγορίες κόμβων στο OPC UA είναι αντικείμενα, μεταβλητές και μέθοδοι.
- Κόμβοι αντικειμένων: Οι χρήστες χρησιμοποιούν κόμβους αντικειμένων για να σχηματίσουν χώρους διευθύνσεων και αυτοί οι κόμβοι δεν περιέχουν δεδομένα. Χρησιμοποιούν μεταβλητές για να εκθέσουν τιμές για αντικείμενα. Οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν κόμβους αντικειμένων για να ομαδοποιήσουν αντικείμενα διαχείρισης, μεταβλητές ή μεθόδους. οι μεταβλητές και οι μέθοδοι ανήκουν πάντα σε ένα αντικείμενο.
- Μεταβλητός κόμβος: Ο μεταβλητός κόμβος αντιπροσωπεύει μια τιμή. Ο τύπος δεδομένων της τιμής εξαρτάται από τη μεταβλητή. Ο πελάτης μπορεί να διαβάσει, να γράψει και να εγγραφεί στην τιμή.
- Κόμβος μεθόδου: Ο κόμβος μεθόδου αντιπροσωπεύει μια μέθοδο στο διακομιστή που καλεί ο πελάτης και λαμβάνει το αποτέλεσμα. Οι παράμετροι εισόδου και το αποτέλεσμα εξόδου έχουν τη μορφή μεταβλητών ως μέρος του κόμβου μεθόδου. Ο πελάτης καθορίζει τις παραμέτρους εισόδου και λαμβάνει το αποτέλεσμα εξόδου μετά την κλήση.
Γιατί να γεφυρώσετε το OPC UA στο MQTT;
Το MQTT είναι ένα ελαφρύ, αποτελεσματικό και αξιόπιστο πρωτόκολλο ανταλλαγής μηνυμάτων για το IoT, που χρησιμοποιεί ένα μοντέλο δημοσίευσης και εγγραφής για την υποστήριξη επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο. Το MQTT είναι κατάλληλο για περιβάλλοντα με περιορισμένους πόρους, ειδικά σενάρια που απαιτούν αποτελεσματική χρήση ισχύος και εύρους ζώνης.
Χτισμένο στο MQTT 3.1.1, το SparkplugB διασφαλίζει ευέλικτη, αποτελεσματική βασική μοντελοποίηση δεδομένων για βιομηχανικό IoT μέσω προδιαγραφών που έχουν καθιερωθεί από τον κλάδο. Το SparkPlugB επιτυγχάνει ισχυρή διαλειτουργικότητα και επίγνωση κατάστασης δικτύου, χάρη στον εξαιρετικό σχεδιασμό του MQTT.
Το OPC UA και το MQTT έχουν έναν ορισμένο βαθμό επικάλυψης λειτουργικότητας, αλλά η χρήση των σεναρίων είναι πολύ διαφορετική:
- Το OPC UA διευκολύνει την απρόσκοπτη επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών εξοπλισμών και συστημάτων στον κλάδο χρησιμοποιώντας μια τυποποιημένη γλώσσα.
- Το MQTT χειρίζεται αποτελεσματικά δεδομένα αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο μέσω του Διαδικτύου, αντιμετωπίζοντας χαμηλό εύρος ζώνης και αναξιόπιστες συνθήκες δικτύου σε εφαρμογές IoT. Ο μηχανισμός ανάγνωσης/δημοσίευσης προσφέρει αξιοσημείωτη ευελιξία στη χρήση.
Σε βιομηχανικά σενάρια, το MQTT υπερέχει στην ανταλλαγή μηνυμάτων σε κατανεμημένα συστήματα, ενώ το OPC UA εστιάζει στην παροχή διαλειτουργικότητας. Το OPC UA αφαιρεί και συγκεντρώνει επιχειρηματικά δεδομένα και το MQTT διευκολύνει την απρόσκοπτη, κατανεμημένη ανταλλαγή δεδομένων με τις ισχυρές δυνατότητες συνδεσιμότητας του.
OPC UA μέσω MQTT
Το μοντέλο Pub-Sub που προτείνεται από το OPC Foundation στις πιο πρόσφατες προδιαγραφές του OPC UA επιτρέπει την προώθηση των αλλαγών δεδομένων στους συνδρομητές που χρησιμοποιούν το MQTT Broker.
Η ασφάλεια Pub-Sub είναι λίγο πιο περίπλοκη από αυτή στον πελάτη/διακομιστή και οι προδιαγραφές δεν είναι τόσο λεπτομερείς. Σε ένα δίκτυο MQTT, η ασφάλεια βασίζεται σε SSL/TLS και ο μεσίτης μπορεί να ορίσει έλεγχο ταυτότητας σε επίπεδο εφαρμογής εκτός από την ενεργοποίηση του SSL/TLS για μεταφορά.
Κατ' αρχήν, αυτά τα μοντέλα ασφαλείας είναι είτε όλα είτε τίποτα για κάθε συνδρομητή και εκδότη που μπορεί να ενταχθεί στο δίκτυο. Η συνεχιζόμενη τυποποίηση του OPC UA είναι ακόμη ένα έργο σε εξέλιξη και παραμένει ασαφές πώς να αντιστοιχίσετε καλύτερα το πλούσιο μοντέλο πληροφοριών OPC UA στο MQTT.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.iotforall.com/opc-ua-protocol-features-information-models-mqtt-synergy
- :είναι
- :δεν
- :που
- 1
- 10
- 2006
- 7
- a
- ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ
- περιλήψεις
- πρόσβαση
- Επιτυγχάνει
- δραστηριοτήτων
- δραστηριότητα
- Επιπλέον
- διεύθυνση
- διευθύνσεις
- διευθυνσιοδότηση
- Μετά το
- Όλα
- Επιτρέποντας
- επιτρέπει
- Επίσης
- πάντοτε
- μεταξύ των
- an
- και
- Άλλος
- εφαρμογές
- αρχιτεκτονική
- ΕΙΝΑΙ
- AS
- At
- Επιθέσεις
- γνωρίσματα
- έλεγχος
- λογιστικού ελέγχου
- Πιστοποίηση
- Αυτοματοποίηση
- διαθέσιμος
- επίγνωση
- εύρος ζώνης
- βασίζονται
- βασικός
- βάση
- BE
- οφέλη
- ΚΑΛΎΤΕΡΟΣ
- μεταξύ
- Πέρα
- Κομμάτι
- ΓΕΦΥΡΑ
- μεσίτης
- επιχείρηση
- αλλά
- by
- κλήση
- που ονομάζεται
- κλήσεις
- CAN
- δυνατότητες
- ικανότητα
- κατηγορίες
- ορισμένες
- πιστοποιητικό
- πιστοποιητικά
- αλλαγή
- Αλλαγές
- Κανάλι
- επιλέγοντας
- τάξη
- τάξεις
- κλασικό
- πελάτης
- πελάτες
- κώδικες
- συλλογή
- Επικοινωνία
- Διαβιβάσεις
- συγκρότημα
- εξαρτήματα
- Συνθήκες
- διαμόρφωση
- Connect
- συνδεδεμένος
- Συνδεσιμότητα
- θεωρήσεις
- περιέχουν
- συνεχίζεται
- έλεγχος
- ελέγχους
- δημιουργία
- δημιουργία
- Διαπιστεύσεις
- DA
- ημερομηνία
- Ανταλλαγή δεδομένων
- ορίζεται
- ορίζεται
- Ορίζει
- καθορίζοντας
- ορισμός
- Πτυχίο
- εξαρτάται
- περιγράφουν
- περιγράφεται
- Υπηρεσίες
- λεπτομερής
- ανάπτυξη
- αναπτύχθηκε
- Συσκευές
- διαφορετικές
- κατευθείαν
- ανακαλύπτουν
- διανέμονται
- κατανεμημένα συστήματα
- διάφορα
- do
- κάνει
- e
- κάθε
- αποτελεσματικός
- αποτελεσματικά
- είτε
- στοιχεία
- εξαλειφθεί
- δίνει τη δυνατότητα
- ενεργοποίηση
- κρυπτογράφηση
- από άκρη σε άκρη
- ενίσχυση
- εξασφαλίζει
- περιβάλλοντα
- εξοπλισμός
- ειδικά
- κ.λπ.
- Αιθέρας (ΕΤΗ)
- Even
- εκδηλώσεις
- Κάθε
- εξελίσσεται
- έξοχος
- ανταλλαγή
- ανταλλαγή
- εκτελέσει
- υπάρχει
- επέκταση
- διευκολύνει
- FAST
- Χαρακτηριστικά
- Αρχεία
- firewalls
- Όνομα
- Ευελιξία
- εύκαμπτος
- εστιάζει
- Για
- μορφή
- Βρέθηκαν
- Θεμέλιο
- Πλαίσιο
- από
- πλήρως
- λειτουργικότητα
- περαιτέρω
- General
- γραφική παράσταση
- Group
- Handles
- Έχω
- Πως
- Πώς να
- HTTPS
- identiques
- προσδιορίζονται
- σημαντικό
- in
- περιλαμβάνουν
- περιλαμβάνει
- βιομηχανικές
- βιομηχανικός αυτοματισμός
- Βιομηχανική Διασύνδεση
- βιομηχανία
- πληροφορίες
- εισαγωγή
- παράδειγμα
- διασυνδεδεμένα
- Internet
- Διαλειτουργικότητα
- σε
- IoT
- IT
- ΤΟΥ
- ενταχθούν
- jpg
- json
- Κλειδί
- Γλώσσα
- αργότερο
- πυγμάχος ελαφρού βάρους
- γραμμή
- τοπικός
- Σύνδεση
- Χαμηλός
- διαχείριση
- χάρτη
- max-width
- μηχανισμός
- μήνυμα
- μηνυμάτων
- μέθοδος
- μέθοδοι
- μοντέλο
- μοντελοποίηση
- μοντέλα
- περισσότερο
- πλέον
- πρέπει
- ανάγκες
- δίκτυο
- κόμβος
- κόμβων
- τίποτα
- αριθμός
- αντικείμενο
- αντικειμένων
- of
- προσφορές
- on
- ONE
- συνεχή
- ανοίξτε
- OpenSSL
- Επιλογές
- or
- επιχειρήσεις
- πρωτότυπο
- ΑΛΛΑ
- παραγωγή
- επί
- παράμετροι
- μέρος
- Πέρασμα
- PC
- δικαιώματα
- πλατφόρμες
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- δύναμη
- προκάτοχος
- αρχή
- μεταποίηση
- Προγράμματα
- Πρόοδος
- ιδιότητες
- προτείνεται
- πρωτόκολλο
- πρωτόκολλα
- παρέχουν
- παρέχεται
- παρέχει
- χορήγηση
- εκδότης
- πίεσε
- Δραστήριος
- Διάβασε
- σε πραγματικό χρόνο
- έλαβε
- λαμβάνει
- αναφορά
- αναφορές
- σχέση
- κυκλοφόρησε
- αξιόπιστος
- λείψανα
- αξιοσημείωτος
- αναφέρουν
- εκπροσωπούνται
- εκπροσωπούν
- αντιπροσωπεύει
- απαιτούν
- περιορίζω
- αποτέλεσμα
- συγκράτησης
- Πλούσιος
- ίδιο
- σενάρια
- αδιάλειπτη
- προστατευμένο περιβάλλον
- ασφαλώς
- ασφάλεια
- αισθητήρα
- αποστέλλονται
- διακομιστής
- διακομιστές
- σειρά
- Σέτς
- ρυθμίσεις
- υπογραφή
- σημαντικά
- Απλούς
- So
- λογισμικό
- Πηγή
- Χώρος
- χώρων
- προσδιορισμός
- προδιαγραφές
- πρότυπο
- τυποποίηση
- τυποποιημένη
- Κατάσταση
- Ακόμη
- ισχυρός
- δομημένος
- δομές
- συνεισφέρω
- συνδρομητής
- συνδρομητές
- συνδρομές
- τέτοιος
- υποστήριξη
- συνεργία
- σύστημα
- συστήματα
- στόχος
- Τεχνολογία
- από
- ευχαριστώ
- ότι
- Η
- Η Πηγη
- τους
- Αυτοί
- αυτοί
- Μέσω
- προς την
- σήμερα
- μεταφορά
- μεταβιβάσεις
- μεταφορά
- τύπος
- τύποι
- ασαφές
- ενιαία
- Χρήση
- χρήση
- μεταχειρισμένος
- Χρήστες
- Χρήστες
- χρησιμοποιεί
- χρησιμοποιώντας
- χρησιμοποιώ
- αξία
- Αξίες
- μεταβλητή
- διάφορα
- πωλητές
- εκδοχή
- πολύ
- πότε
- Ποιό
- ενώ
- με
- εντός
- Εργασία
- γράφω
- Σας
- zephyrnet