OPC UA技术实施中的10大注意事项(一)

工业物联网(IIoT)和工业4.0日益普及,促使针对不同设备(例如机器到机器)之间进行开放式安全连接及要求边缘到云端解决方案的呼声越来越高。

组织部署了OPC统一架构(UA),可更好地利用车间与企业的通信,以此参与到IIoT应用的大队伍中去。OPC的目标是为通过企业的多供应商系统垂直传输信息的互操作性和在不同供应商的不同工业网络设备之间进行互操作设立一项标准。

由于OPC UA是工业自动化的重要数据连接标准,所以供应商一直致力于提高他们采用此技术的全新和现有产品在IIoT/Industrie 4.0市场上的竞争力。

为了在产品中快速而高效地实施OPC UA,控件供应商需要一种有效的软件开发包(SDK),以最大限度地缩短开发时间,减少开发工作,并提供安全可靠的产品。

工业物联网(IIoT)促使公司不断收集、整合来自传感器的数据并对其进行分析,以最大限度地提高机器效率和整个运营的吞吐量。在IIoT环境下,OPC UA被视为确保广泛的制造工艺和设备之间的互操作性、提升多家公司数十年的投资收益的重要标准。在考虑为工业领域所用的产品设立的高性能标准时,即便是最有经验的开发团队面对IIoT项目也会束手无策。

为了应对工业4.0的需求,公司必须重新设计其基础设施架构、代码和产品开发惯例,以便响应客户所期望的前所未有的连接性,并缩短产品上市所需的时间。鉴于世界正在向数字化方向发展,而且各行各业正在不断连接硬件和软件来实现新的价值主张,所以所有企业都必须具备超级灵敏的响应能力才能与时代竞争。

市面上针对专门设计的软件开发工具的需求与日俱增,该工具要使开发人员能够轻松地将OPC UA服务器嵌入到芯片、设备和/或应用当中。除要求尽可能降低生产成本之外, Flex OPC UA SDK还要求实现行业最低的内存耗用量,并尽可能高效地运行以留出足够的CPU资源来执行正常的设备功能。

当今的工业变革

图1在竞争激烈的全球市场环境下,工业组织正在面临企业和运营方式的重大演变,而信息系统的虚拟世界、机器设备的现实世界及互联网就是其中之一。

自工业变革有史以来,技术进步一直是大幅提升工业生产效率的决定性力量。最早是利用水力和蒸汽动力实现生产机械化。然后,第二阶段是在组装线和电力的支持下引入了规模化生产;接下来的第三次进步是利用电子设备和信息系统进一步实现自动化生产。

如今,第四次工业变革是要实现价值链组织的技术和理念。当前的创新阶段称为工业4.0,其中包含德国政府确定的一系列技术概念,它与前三次工业变革密切相关,都预示着生产和制造工艺历程上的转折点。工业4.0采用信息-物理系统的理念,旨在通过互联网等信息网络将现实对象与信息处理、虚拟对象与加工工艺关联起来。

改善连接

势在必行

如今,制造公司需要掌握超越以往的大量数据,它们会对其业绩表现产生重大影响。为了支持工业设施内所需的各种应用,信息必须连同情景一同提供,这样各类人员才能以不同的方式理解和使用它们。

随着工业物联网(IIoT)日益普及以及工业4.0实现同步发展,最新一波技术变革正在为制造企业带来前所未有的机遇。一方面是物联网遍及全球,另一方面又增添了物联网直接控制现实世界的新功能,其中包括构成现代化环境的机器、场所和基础设施。IIOT之所以普及如此之快,皆源于帮助设施实时访问和获取信息的传感器、处理器和其他技术的可用性和实用性得到了显著改善。

图2得益于帮助制造设施实时访问和获取信息的技术IIoT才得以实现。

IIoT以超越以往任何变革的速度几乎引发了各行各业的变革。公司乃至整个行业都必须迅速做出响应,以充分利用新功能,避免过时落伍。第一大挑战是连接设备和智能系统。通信标准是IIoT的支柱,有了它们,参与到此生态系统中的诸多设备和软件应用才能实现安全的集成和互操作。

OPC UA技术的普及

为了加快工业和制造环境的发展,工业4.0和IIOT需要设立国际标准,采用国际标准意味着可一致地识别来自工业互联网设备的数据,并可按相同的方式对之映射,无论它们是使用数据还是机器需要维护。

OPC基金会于1996年发布了第一个数据连接标准,自此以后,自动化供应商和原始设备制造商(OEM)便越来越多地在其产品中使用该标准来启用IIOT连接。OPC标准可以在不同的制造企业与其他企业之间安全可靠地交换数据。OPC统一架构(OPC UA)是面向服务的架构,不依赖于平台,并可将原始OPC规范的所有功能集成到一个灵活的框架中。OPC UA通过提高安全性和采用标准互联网技术扩展了Classic OPC模型的功能。

OPC UA被认为是IIOT和工业4.0的决定性技术,因为它支持多供应商、多平台之间的互操作,以便从嵌入式环境向企业传输数据和信息。该标准基于信息模型构建,其源可向信息提供结构和情景,这一点对于建立响应灵敏的系统至关重要。通过采用OPC UA,自动化供应商可充分利

用当今及未来的开放式数据连接技术。

开发人员工具的重要性

在软件开发过程中,使用工具的选择基本上可成就或损毁一个项目。一旦选定目标环境和编程语言,了解了要求和最终目标,下一项任务就是要选择整个开发过程中使用的工具。了解可使用的开发人员资源类型、各类资源所具有的优势以及使用它们的意义至关重要。

运行良好的软件开发包(SDK)可为最终用户和整合它们的工程师提供优质用户体验。选择SDK代表着对初始采用、实施乃至最终维护的重大承诺。这些活动的成本高昂,如果选择的工具包不够合适,很可能会额外增加工作量、返工或造成严重的系统限制等更坏的结果。

在自动化市场上,供应商需要采用有效的SDK解决方案在其不同的产品线中部署IIoT连接。其中包括使用所需的强大而易用的工具将OPC UA功能嵌入到设备或微型芯片中,以便快速将产品投向市场。供应商开发团队追求的是一种完全可扩展的SDK,使他们能够轻松地实现工业软件系统互连,而不必考虑平台、操作系统或规模。

选择合适的SDK

无论您是工具构建者还是应用程序开发人员,如果您的软件需要访问自动化数据,您就需要实施OPC UA连接,以确保系统可通过世界上最普遍的标准开放连接解决方案访问数据。问题是:如何优化这方面的操作?

独立部件和工艺处理行业的制造商、商业客户和自动化OEM在选择OPC UA SDK时应注意以下几个要点,将会在下两个章节重点介绍。

如果需要OPC UA client/server SDK试用版或者详细信息请联系:[email protected]

本文转载自广州虹科“工业通讯”微信公众号

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