OPC UA

Dispositivo OPC UA – Ainda causa emoção nos usuários!

Há muito tempo, quando comecei a trabalhar com conectividade industrial, eu tinha cabelos. Agora eles se foram. Completamente! Eu perdi o cabelo, mas eu ganhei 30 anos de experiência. E ao longo de todos aqueles anos na indústria de automação, o mecanismo de descoberta em OPC UA é uma das coisas mais fascinantes que eu vi.

OPC UA é um mecanismo muito flexível e sofisticado usado em dispositivos cliente (Client devices) para encontrar e identificar dispositivos Servidor (Server devices). O mecanismo tradicional para combinar um Cliente (também chamado de Dispositivo Iniciador ou Mestre) com um Servidor (ou um Dispositivo de Destino ou Escravo) é para o usuário identificar o Servidor ao Cliente durante algum tipo de processo de configuração. Estes mecanismos são eficazes para os tipos de aplicações de chão de fábrica que usávamos no passado. De fato, para redes de sensores/atuadores de baixo nível, elas ainda são recomendados.

Mas OPC UA é projetado para funcionar igualmente bem no chão de fábrica e no escritório, então o que é realmente interessante é como OPC UA criou um mecanismo mais robusto e flexível que funciona tão bem no chão de fábrica com dispositivos incorporados como faz no escritório com Dispositivos de TI.

O OPC UA viabilizou a inicialização de dispositivos (Device Descovery) usando o modelo SOA (Service Oriented Architecture). O que torna a SOA tão interessante e a torna a espinha dorsal da internet e de muitas aplicações de escritório é que existe um mecanismo padrão para que os Clientes descubram dispositivos de Servidor. Este protocolo faz o Dispositivo se conectar ao Servidor e interrogá-lo-nos para ver quais serviços são eles oferecidos. O OPC UA amplia o modelo SOA para definir um processo no qual os Clientes podem encontrar dispositivos de Servidor que escolham revelar-se, interrogá-los para determinar as várias maneiras pelas quais o Cliente pode interagir com eles e determinar quais recursos eles possuem que podem ser de interesse.

Para entender OPC UA Device Discovery existe um termo que você pode ter ouvido, mas não compreendido totalmente. Esse termo é ponto final (endpoint). Um ponto final é uma conexão a um dispositivo que oferece alguma funcionalidade específica, que por vezes só está disponível através dessa conexão específica. Por exemplo, você pode pensar na porta de programação em um Controlador Programável como um ponto final. Ele usa uma camada física específica com um transporte específico para realizar o download de um programa. Essa porta de programação é um ponto final, e é dedicada à programação, ela será diferente de qualquer outra porta de comunicação (ponto final) no controlador programável.

Os dispositivos Ethernet típicos da Automação Industrial possuem um único ponto de extremidade. Os dispositivos ProfiNet IO têm um ponto final que suporta conexões ProfiNet IO com transferência cíclica e acíclica de mensagens. Os dispositivos EtherNet/IP possuem um ponto final que suporta mensagens CIP (Common Industrial Protocol). Os dispositivos Modbus TCP possuem um nó de extremidade que suporta mensagens Modbus via Ethernet.

Os únicos casos reais em que os dispositivos com os quais estamos familiarizados em Automação Industrial têm múltiplos pontos finais são aqueles dispositivos que suportam vários protocolos. Se um dispositivo suportar EtherNet/IP e Modbus TCP, então haverá dois: http://192.168.0.100:502/ para Modbus TCP e http://192.168.0.100:44818/ para EtherNet/IP. Isso era importante para nós no passado, porque um cliente Modbus ou um dispositivo EtherNet/IP Scanner (Cliente/Iniciador) “sabe” enviar mensagens para um Servidor Modbus ou um dispositivo Adaptador (Escravo/Iniciador) usando esses pontos finais.

Mudança de Jogo: Pontos finais

Mas agora, com OPC UA, pontos finais não são só muito mais importantes, eles são muito mais sofisticados também.

Os dispositivos OPC UA podem ter qualquer número de pontos finais. Alguns podem ter apenas um ou dois. Outros podem ter até cinco ou dez.

Alguns pontos de extremidade usarão HTTP, HTTPS ou Canais Seguros de UA como transporte.

Alguns terminais exigem mensagens assinadas, outros exigirão mensagens assinadas e criptografadas, e outros ainda poderão trabalhar sem nenhuma segurança.

Alguns pontos finais existirão para propósitos específicos, como o ponto final “Discovery”, que os Clientes usam para obter as informações do ponto final. Esses pontos de extremidade geralmente não fornecerão a funcionalidade que você pode encontrar em outros pontos finais.

Para entender o“OPC UA Device Discovery”, é importante entender os passos básicos que são usados no processo de descoberta de dispositivos, onde um dispositivo cliente OPC UA localiza, interroga e se conecta a dispositivos do servidor OPC UA:

  1. Um Servidor liga e, se optar por fornecer seu próprio suporte de serviço “Discovery”, ele abre sua porta Discovery para mensagens de dispositivos do Cliente que desejam informações de ponto final.
  2. Se um Servidor optar por permitir que outro Servidor forneça serviços “Discovery”, ele se registra com os Servidores de Descoberta Locais (LDS) ou com os Servidores de Descoberta de Multicast (LDS-ME). Os servidores “Discovery” podem ser residentes na mesma plataforma que o Servidor, ou em uma plataforma em algum outro lugar da rede. Note que alguns Servidores podem optar por permanecer privados e só estarem disponíveis para Clientes que estejam configurados para saber sobre eles.
  3. Um Cliente que encontrar um Servidor em um LDS pode recuperar a descrição do aplicativo para o Servidor e informações sobre como acessar o ponto final do “Discovery” do Servidor, onde pode obter informações mais detalhadas sobre o Servidor.
  4. Se um Cliente estiver interessado em se conectar a um Servidor, ele utilizará o ponto final “Discovery” do Servidor para obter a lista de pontos finais suportados. As informações em cada nó de extremidade incluem o transporte e a segurança que ele suporta.
  5. Se o Cliente encontrar um ponto final que atenda aos requisitos de aplicativo, requisitos de segurança e requisitos de transporte, ele inicia o processo de conexão com o Servidor nesse nó de extremidade.

Essa é uma maneira muito original e sofisticada de conectar dois dispositivos. Acho isso fascinante. Poderia ser mais fascinante se eu ainda tivesse cabelo, mas eu desisti disso!

Esse texto foi traduzido do site da RTA  do Autor John Rinaldi pela equipe da Murrelektronik do Brasil. Gostou deste conteúdo? As informações foram importantes para você? Sugira outras! Isso mesmo! Gostaria de saber outras questões referentes ao mundo da Automação Industrial? Sugira temas para os quais devemos escrever para você. Entre em contato com a nossa equipe (no link abaixo) nos informe sobre um assunto da sua necessidade.

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