El camino hacia OPC UA

Dentro del curso de IOT e Industria 4.0 nos metemos con el último tramo dedicado al OPC UA.

Qué mejor que ver cuál es el camino que se ha recorrido en la industria hasta llegar a OPC UA, el estándar que supera ampliamente al OPC DA que hemos conocido hasta ahora.

¿Qué había antes de los OPC?

Antes de que existiera OPC no existía ningún tipo de estándar de comunicación entre los diferentes PLC (u otras fuentes de datos) y las aplicaciones que recogían los datos (montandos en un PC por ejemplo).

Esto hacía que las compañías hicieran cada una la guerra por su cuenta y las herramientas fueran desarrolladas de forma propietaria por cada una de ellas, haciendo muy complicada la relación entre los diferentes tipos de equipos (hardware) con las diferentes herramientas ofimáticas (software).

Ni que decir que la potencia de comunicación estaba muy limitada y combinar diferentes fabricantes, casi imposible.

Llega el OPC

En 1995 se funda la OPC Foundation con 5 empresas (Rockwell, Opto 22, Intellution, Intuctive Technology y Fisher-Rosemount). La fundación no ha dejado de crecer desde entonces llegando a las 684 empresas en estos momentos.

Pero ¿qué es OPC?

OPC es un estándar de comunicaciones cuya misión es poner en contacto los equipos industriales y las aplicaciones HMI y Scada. Esto permite, por ser un estándar común, que la integración entre el software y el hardware se haga de una manera más sencilla.

Según la propia fundación su misión es la siguiente:

La misión de la Fundación OPC es gestionar una organización global en la que los usuarios, proveedores y consorcios colaboren para crear estándares de transferencia de datos para la interoperabilidad multiplataforma,  segura y confiable en la automatización industrial.

Para apoyar esta misión, la Fundación OPC:

• Crea y mantiene especificaciones.
• Asegura el cumplimiento de las especificaciones OPC a través de pruebas de certificación.
• Colabora con organizaciones de estándares líderes en la industria

Fuente: https://opcfoundation.org/about/opc-foundation/mission-statement/

Pero claro, el tema de la multi plataforma, no siempre estuvo ahí.

En un principio, OPC no era OPC, sino más bien OLE. Se trataba de un desarrollo de Microsoft para permitir la incrustación de documentos y objetos, derivado del intercambio de datos dinámicos (DDE).

Con el tiempo, Microsoft OLE deriva en OLE for Process Control… u OPC.

Posteriormente este acrónimo se transforma en Open Platform Communication

Y así, va avanzando poco a poco hasta lo que conocemos hoy en día. Puedes chequear toda su evolución en la web de OPC Foundation si tienes más curiosidad: https://opcfoundation.org/about/opc-foundation/history/

¿Cómo funciona la arquitectura OPC?

OPC es una arquitectura cliente / servidor. Esto hace que desde los clientes, se gestione el servidor, que es un mandado. Por tanto, el servidor no hace nada por si mismo, sino que realiza las acciones solicitadas por el cliente.

Es el cliente quien pide la información al servidor,  a qué velocidad, y este a su vez, lo obtiene del PLC, en nuestro caso.

OPC Clásico

El OPC clásico (OPC DA) depende de Microsoft.

Concretamente del componente DCOM (https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_Objetos_de_Componentes_Distribuidos)

Hay varios sabores de OPC, si bien el más habitual es OPC DA cuyas características son:

• Intercambio de datos entre cliente y servidor en tiempo real en forma de valor, calidad y tiempo (VQT)
• Permite navegar y acceder a la información del servidor
• La velocidad de recolección de datos puede ir hasta los 10ms.
• Permite lectura y escritura

Si el servidor OPC DA y la aplicación está ubicado en la misma máquina (mismo PC), realmente es sencillo de operar con él.

El tema se complica si el servidor OPC DA está en un equipo, y el cliente en otro debido:

• Solo soporta Microsoft windows
• No hay acceso VPN
• No soporta paso a través de firewall
• La autenticación se realiza a través de los servicios de componentes de Windows

Vamos, lo dicho. Siempre que se pueda, que el servidor OPC DA y la aplicación HMI o Scada, ahorra muchos dolores de cabeza.

A lo largo del tiempo se han ido realizando diferentes variantes de OPC para solventar parcialmente las dificultades presentadas, hasta llegar al OPC-UA, que resuelve para la industria las complicaciones del OPC DA

OPC UA

Las siglas UA ya nos dice bastante sobre él ya que significa  Arquitectura Unificada (Unified Architecture) y tiene unas características bien definidas:

• No depende del sistema operativo. Puedes encontrarlo en Windows, Linux, Mac..
• No depende por tanto del DCOM de Windows haciendo que sea más amigable con los Firewall.
• Incluye todas las características clásicas, en una sola interfaz.

La conectividad entre el cliente y el servidor es a través de un puerto TCP dedicado.

Además, se puede securizar de una forma sencilla mediante cifrado y certificados.

Tienes una pequeña descripción por la propia OPC Foundation en Youtube:

OPC UA en Siemens

Los equipos 1500 de siemens, así como los HMI Comfort disponen de este tipo de protocolo para realizar comunicaciones de forma segura.

Tienes información suministrada por Siemens siguiendo este enlace.

La idea es poder comunicar los PLC o los HMI con dispositivos fuera de la red que montas con los PLC de una forma segura y razonablemente sencilla.

¿Ya has practicado?

¿Has realizado algún proyecto con OPC UA? ¿Con OPC DA seguro que sí verdad?

¡Cuenta tu experiencia en los comentarios!

Iñigo Gútiez

Enseño a programar PLC de Siemens a través de mis cursos.
Más información sobre mi aquí

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