OPC UA

Informasjonsmodeller forenkler integrasjon

OPC UA løfter integrasjon av automatiserings- og industrielle it-løsninger gjennom informasjonsmodeller.

Enklere engineering og drift med OPC UA når ulike systemer og løsninger skal kommunisere.
Enklere engineering og drift med OPC UA når ulike systemer og løsninger skal kommunisere. (Bilde: Dennis Guyitt)

OPC UA løfter integrasjon av automatiserings- og industrielle it-løsninger gjennom informasjonsmodeller.

PLS-eksempelet

Det er ikke bare på de øverste delene av informasjonshierarkiet at informasjonsmodellene i OPC UA kan gjøre susen. Dokumentet «UPC UA Information Model for IEC 61131-3 (PLCOpen)», utgitt i fjor, er et eksempel på hvordan abstrakte informasjonsmodeller fra andre standardiseringsorganisasjoner kan implementeres i OPC UA sitt modellkonsept.

- OPC Foundation og PLCOpen har samarbeidet om innholdet og utviklet en «plugg and play»-beskrivelse.

En eneste PLS-editor kan åpne alle PLS-er som støtter standarden og presentere programmet i maskinen, forteller Espen Krogh hos Prediktor.

- Tenk deg en stor offshoreplattform, med hundrevis av kontrollere og PLS-er fra flere fabrikanter, som kan håndteres med et og samme programmeringsverktøy. For det kan nemlig gjøres om beskrivelsen er fulgt!

- En OPC UA-klient kan være satt opp mot en server som eksponerer modellen for å visualisere PLS-programmet. Og en enklere OPC UA-klient, som kun er programmert for å håndtere basisdata, kan samtidig kobles mot serveren og presentere en liste med verdier fra PLS-en. 

Illustrerer med vanlige mennesker

For å illustrere konseptet informasjonsmodeller, bruker Espen Krogh i Prediktor et eksempel med mennesker.

- Tenk deg først et bilde av en gruppe ansikter, som kun er identifisert med navn. Det sier fint lite om dem, starter han.

- Men om vi legger til at Tom er vaktmester i en håndballhall, kommer vi et hakk videre. Deretter tildeler vi resten av gruppen ulike funksjoner i hallen og på hjemmelaget, som venstreving og keeper. Og til slutt abstrakt informasjon som ulike kamper laget spiller. Krogh trekker så inn en ny person i bildet, som er helt utenfor gruppen:

- Fru Hansen har aldri vært på håndballkamp. Hun har heller ingen kunnskap om sporten. Så når vår vaktmester Tom forteller henne at laget skulle øve mer på å spille på strek, sier det henne ingenting. Hun har derfor en helt annen oppfatning av hva Tom forteller henne enn det han mener.

Eksemplet viser altså hvor ulikt to personer kan forstå den samme situasjonen. Ståstedet er helt avgjørende. Og slik er det også for objekter i automatiserings- og industrielle it-løsninger. 

Eksempler på informasjonsmodeller

  • ANSI/ISA-95: Generell beskrivelse av strukturer, produksjonsfasiliteter, materialstrukturer og aktiviteter (isa-95.com)
  • ANSI/ISA-88: Beskrivelse av batch-prosesser (isa-88.com)
  • IEC 61131-3 (PLCOpen): PLS-programmering
  • OpenO&M: Strukturer for drift og vedlikehold (openoandm.org)
  • WITS ML: Beskrivelse av drillingoperasjoner innen olje og gass: «Wellsite Information Transfer Standard Markup Language» (energistics.org)      

OPC Unified Architecture (UA)

  • Et stort løft fra konvensjonell OPC
  • Enhetlig håndtering av alle objekttyper
  • Operativsystemfri (ikke bare Windows som klassisk OPC)
  • Avanserte informasjonsmodeller kan implementeres
  • Stor fleksibilitet for definisjon av objekter og relasjoner
  • Forenkler integrasjon av industrielle it-løsninger
  • Web: opcfoundation.org      

Teknologien har noen år på baken, og stadig flere produsenter henger seg på. Mange brukere av konvensjonell OPC setter nok stor pris på en enhetlig håndtering av alle objekttyper, og at Windows-tvangen er over:

- Tiden med dedikerte objekter for sanntidsverdier (Data Access), trendkurver (Historical Data Access) og alarmer (Alarm & Events) er over, forteller Espen Krogh hos Prediktor til Automatisering.

- OPC UA benytter en tjenesteorientert arkitektur som kan kjøres på ulike operativsystemer. Den benytter enten standardene W3C Web Services protokoller eller et binært TCP-protokoll som er definert av OPC Foundation. Som støtter robust og pålitelig kommunikasjon, som retransmisjon og redundans.

Nøkkelen ligger i informasjonsmodellene 

OPC UA tilbyr enklere integrasjon og dermed «fri flyt» av data.
OPC UA tilbyr enklere integrasjon og dermed «fri flyt» av data.
 

Men det er altså informasjonsmodellene Krogh trekker fram som supervarianten av OPC. Han skisserer et scenario over et selskap som har to produksjonsanlegg. Begge har samme MES-system, eller industrielle it-løsning. Og integrasjon mot forretningssystemet, ERP, gjøres smidig fordi begge løsningene støtter B2MML, eller Business to Manufacture Markup Language.

- Så langt, så bra, kommenterer han.

- Men i neste runde skal for eksempel selskapet inn med et tredjeparts, sentralt vedlikeholdssystem, som blant inneholder alle reservedeler og skal betjene begge anleggene. Og for å implementere avansert prediktivt vedlikehold, er det behov for integrasjon mot industriell it.

- Det verste som kan skje er at ingen av leverandørene har erfaring med integrasjon mellom MES og vedlikeholdssystem. Resultatet er at det bare startes et integrasjonsprosjekt, hvor begge leverandørene deltar.

Integrerte operasjoner 

Krogh drar den tenkte situasjonen et hakk videre.

- Se for deg at selskapet kjøper en eksisterende bedrift med en fabrikk. Nykommeren har både forretningssystem og industriell it fra andre leverandører. - Men med tre fabrikker ser ledelsen mulighet for synergieffekter ved å etablere et felles senter for integrerte operasjoner (IO), som vi blant annet kjenner fra oljeindustrien. Men på grunn av manglende integrasjonsmuligheter, blir det store utfordringer på både kost og tid. 

Drømmen har blitt virkelighet   Etter alt det negative, kommer han endelig med den forventede løsningen:

- Det ville være en drøm om industrielle it-løsninger brukte standard informasjonsmodeller for de ulike områdene av integrasjon, med ulike eksponering mot de forskjellige mottakerne/senderne av informasjon, med «plugg and play»-tilkobling. Og med OPC UA er faktisk drømmen blitt virkelighet. For med informasjonsmodellene i teknologien ville det tenkte selskapet, nå med tre produksjonsanlegg, på en mye enklere måte kunne integrere den ønskede funksjonaliteten, smiler han.

- Men det viktigste er kanskje at framtidig ekspansjon og integrasjon kan gjøres like enkelt med OPC UA. 

Definere objekter og relasjoner  

Super-OPC stiller nemlig med tung støtte for «maskenettverksmodeller» (Mesh Network):

- Det betyr at alle eksponerte objekter kan ha hvilken som helst relasjon med alle andre objekter, forklarer Krogh.

- Objektene og relasjonene defineres i OPC UA, og hver objekttype, relasjon eller andre modeller kan representeres. Akkurat som i det virkelige liv, kan et system eksponere flere modeller samtidig, med ulike modeller som referer til de ulike parameterne.

- Der klassisk OPC primært kan formidle rene verdier, representerer OPC UA et paradigmeskifte i muligheten for informasjonsmodellering og integrasjon. Det er første gangen vi har en generisk teknologi som vertskap for informasjonsmodeller. Og mer sofistikerte modeller kan legges til, for stadig tettere integrasjon mellom systemer av ulike kategorier, avslutter han.   

UPC UA sin maskenettoppbygging gjør at alle objekter kan ha skreddersydde relasjoner og dialog med hverandre.
UPC UA sin maskenettoppbygging gjør at alle objekter kan ha skreddersydde relasjoner og dialog med hverandre.
 

 

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå