Priemyselná zbernica budúcnosti má meno OPC UA TSN

Jednotný komunikačný štandard pre automatizáciu je už dnes výkonnejší ako existujúce priemyselné zbernice. Navyše spĺňa požiadavky na kybernetickú bezpečnosť, o ktorých sa jeho predchodcom mohlo len snívať. Ak sa dnes niekto opýta, čo priniesla diskusia o INDUSTRY 4.0, môžeme odpovedať, že komunikačný štandard pre automatizáciu s nevídanou podporou výrobcov komponentov aj softvéru.
Priemyselná zbernica budúcnosti má meno OPC UA TSN

Vzhľadom na fakt, že postupným presadzovaním inteligentných komponentov, ako sú kamery, skenery, servopohony, meracie systémy, ale aj čoraz sofistikovanejšie senzory a aktuátory, rastie počet uzlov spolu s požadovanou priepustnosťou siete. V blízkej budúcnosti môžeme očakávať siete so stovkami aj tisíckami uzlov. OPC UA však nemá problém ani so sieťami zahŕňajúcimi 10 000 uzlov. Zároveň sa očakáva ešte rýchlejšie deterministické získavanie dát a riadenie procesov. V mnohých prípadoch, špeciálne pri spracovaní obrazu v reálnom čase, však už narazili existujúce priemyselné zbernice na svoje limity. OPC UA TSN sa tak stáva jednoznačným riešením pre komplexné automatizačné úlohy v budúcnosti.

Nezávislá

Mnoho spoločností zvučných mien z oblasti automatizácie a komunikačných technológií ako ABB, B&R, Bosch Rexroth, CISCO, Fraunhofer, General Electric, Huawei, Intel, KUKA, Moxa, National Instruments, Phoenix Contact, Schneider Electric, SEW či TTTech sa spojilo a začalo už aj s praktickým testovaním novej komunikačnej technológie. Nezávislé testovacie pracoviská vznikli s ich podporou v Európe (Labs Network Industrie 4.0), v USA (Industrial Internet Consortium) a v Číne (Time Sensitive Networking +OPC UA). OPC UA podporujú aj ostatní výrobcovia automatizačných komponentov ako Rockwell, Siemens a mnohí ďalší.

V OPC UA sú podporované:

  • všetky aktuálne operačné systémy: Microsoft Windows, Linux, Android, Apple OSX…,
  • všetky HW platformy: PC, cloud servery, PLC, ARM…

Najvýkonnejšia znamená aj 18-krát rýchlejšia

Testovacie tímy testovali rôzne topológie, produkty a riešenia s OPC UA aj s dostupnými riešeniami na trhu. Sledovali a merali základné parametre sietí a ich vzájomné ovplyvňovanie. Porovnávali dosiahnuté výsledky s existujúcimi priemyselnými zbernicami na báze ethernetu.

Prvé výsledky testovania s reálnymi komponentmi OPC UA TSN sú už k dispozícii a sú naozaj viac než sľubné:

  • štandardná odchýlka časovej synchronizácie pod 50 ns,
  • 200 reálnych IO staníc komunikuje v cykloch 50 µs.

Ešte viac ukáže porovnanie existujúcich riešení s OPC UA TSN zobrazené na grafe na obr. 1. Z grafu je zrejmé, že OPC UA dosahuje až 18-krát kratší cyklický čas ako existujúce riešenia pri rovnakom počte uzlov, topológii a objeme prenášaných dát.

Najbezpečnejšia

Vzhľadom na už existujúce prepojenia automatizačných celkov v rámci podnikových sietí, prípadne prepojenie až na cloud, stáva sa kybernetická bezpečnosť zásadnou otázkou pre priemyselné zbernice. Aktuálne riešenia sa doteraz spoliehali najmä na fyzické oddelenie priemyselných zberníc od okolitého sveta, ale to sa už stáva brzdou ďalšieho rozvoja.

OPC UA poskytuje v oblasti bezpečnosti:

  • 128- alebo 256-bitové kódovanie,
  • autentifikáciu cez certifikáty OpenSSL,
  • podmienený prístup cez meno, heslo,
  • logovanie prístupov,
  • podpisovanie správ,
  • sekvenčné pakety.

OPC UA dostupná v produktoch B&R ako štandard

B&R ako jeden z hlavných technologických partnerov v spomínaných združeniach ponúka inovatívnym spoločnostiam už dnes riešenia založené na technológiách OPC. Všetky B&R PLC aj PC riadiace systémy sú vybavené už v základe OPC UA serverom a aj klientom bez dodatočných licencií. Umožňujú tak bezpečnú a rýchlu komunikáciu medzi riadiacimi systémami navzájom alebo komunikáciu so systémami ERP, MES, DCS alebo SCADA.

Nemenej atraktívna je aj možnosť využitia servera OPC UA v podobe vzdialeného V/V uzla na zber dát alebo riadenie. Bus controller X20BC008U umožňuje integráciu zberu dát priamo do podnikovej siete vďaka nastaveniam zaručujúcim kybernetickú bezpečnosť štandardnú v IT sieťach. Rovnako aj komunikáciu dát priamo na cloud, do SCADA, ERP alebo PLC. Vďaka implementácii technológie Publisher/Subscriber môžu všetky dáta získavať všetci uvedení príjemcovia súčasne. Štandardná pyramídová topológia sa tak môže stať minulosťou.