Chuẩn truyền thông OPC UA là gì ?

Chúng ta nghe nói đến cách mạng công nghiệp 4.0 đề cập khá nhiều trên các phương tiện thông tin đại chúng. Một tiêu chuẩn chúng ta nên biết đến khi đề cập đến khái niệm Industries 4.0 là OPC UA - một chuẩn truyền thông công nghiệp trong các nhà máy. Mặc dù đã được ứng dụng từ lâu, chuẩn truyền thông này vẫn được coi là nền tảng quan trọng để bước vào thời kì cách mạng công nghiệp 4.0.

I. OPC UA là gì ?

OPC UA là viết tắt cụm từ: Open Platform Communication (OPC) Unified Architecture (UA). Đây là một tiêu chuẩn giao diện phần mềm mà cho phép các chương trình window có thể giao tiếp được với các thiết bị phần cứng công nghiệp. OPC được thực hiện trong cặp client-server. Máy chủ OPC là một chương trình phần mềm chuyển đổi giữa giao thức truyền thông phần cứng được PLC sử dụng thành ra giao thức OPC. Phần mềm máy khách OPC là bất kỳ chương trình nào mà cần kết nối với phần cứng, chẳng hạn như là HMI. Máy khách OPC sử dụng máy chủ OPC để lấy được dữ liệu hay gửi các lệnh tới phần cứng.

opc có vai trò quan trọng trong mạng công nghiệp

OPC UA cho phép máy tính giao tiếp dễ dàng hơn với thiết bị tự động hóa

Giá trị của OPC trong cách mạng công nghiệp 4.0 ở chỗ đây là một tiêu chuẩn mở, nghĩa là chi phí sẽ thấp hơn cho các nhà sản xuất và nhiều tùy chọn hơn cho người dùng. Các nhà sản xuất phần cứng chỉ cần cung cấp một máy chủ OPC duy nhất cho các thiết bị của họ để giao tiếp với bất kỳ một máy khách OPC nào.

Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, OPC UA đồng thời đơn giản hóa công việc các nhà cung cấp phần mềm. Bởi vì máy khách OPC trong các sản phẩm của họ tương thích ngay lập tức với hàng nghìn các thiết bị phần cứng tự động hóa. Người dùng có thể chọn bất kỳ phần mềm máy khách OPC nào mà họ cần, yên tâm rằng nó sẽ giao tiếp liền mạch với phần cứng hỗ trợ OPC của họ và ngược lại.

Bạn đọc có thể xem đoạn video để hiểu thuật ngữ OPC UA trong cách mạng công nghiệp 4.0 là gì :

II. Mô hình kết nối

Các mô hình kết OPC với thiết bị tự động hóa gồm có : OPC client với OPC server, OPC client với OPC server kết nối qua mạng, OPC server với OPC server.

OPC DataHub được thiết kế độc đáo để có thể thực hiện tất cả các tác vụ này. Nó là một máy chủ OPC kết hợp và máy khách OPC hỗ trợ được nhiều kết nối tự động hóa.

opc datahub kết nối các hệ thống cũ mới trong mạng công nghiệp

OPC DataHub kết nối hệ thống PLC cũ mới trong mạng thiết bị tự động hóa

Do đó, nó sẽ có thể kết nối với một số máy chủ OPC cùng một lúc, cho tập hợp OPC và kết nối OPC. Hai DataPC OPC có thể phản chiếu dữ liệu trên cùng một mạng TCP để cung cấp đường hầm OPC.

Ngoài việc tăng cường các kết nối giữa máy chủ và máy khách OPC, OPC DataHub cũng có thể kết nối bất kỳ máy chủ OPC nào hay máy khách nào với các ứng dụng khác, chẳng hạn như là Excel , trình duyệt web hay bất kỳ cơ sở dữ liệu ODBC nào khác. Và nó cũng có thể được sử dụng để lấy các dữ liệu OPC vào Linux hoặc QNX.

III. Xu hướng phát triển của OPC UA

3.1. Xu hướng kiến trúc hướng dịch vụ

Hầu hết các mô hình thông tin đặc thù của ngành được phát triển cho đến nay không còn dựa trên việc trao đổi các thuộc tính bit / byte, mà thay vào đó là các kiến trúc hướng dịch vụ với các tham số phức tạp. (Kiến trúc hướng dịch vụ là một hệ thống, trong đó mỗi thành phần có thể cung cấp một hoặc nhiều dịch vụ. Bạn đọc vui lòng tìm hiểu khái niệm kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture - SOA) trong bài viết khác).

Cách mạng công nghiệp 4.0 chú trọng nhu cầu của khách hàng, mang lại cho khách hàng nhiều giá trị hơn. Do đó, kiến trúc hướng dịch vụ, mà trong đó OPC là một giải pháp được Ủy ban Công nghệ Thông tin, Điện tử & Thông tin (DKE) của Đức liệt kê, chắc chắn sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn nữa.

3.2. Mô hình cung cấp dịch vụ trong ngành tự động hóa

OPC UA cung cấp khả năng mở rộng nhất quán từ cảm biến đến cấp độ CNTT của doanh nghiệp, tạo ra tác động đáng kể đến kim tự tháp tự động hóa.

OPC trong kim tự tháp tự động hóa

Các thiết bị có thể phân phối dữ liệu, trực tiếp hoặc song song, tới PLC, MES, hệ thống ERP hoặc tới cấp độ đám mây. Đây là nơi các nhà cung cấp nhìn thấy cơ hội cho các mô hình kinh doanh mới. Ví dụ: các nhà sản xuất có thể lập hóa đơn cho mã vạch hoặc đầu đọc RFID của họ trên cơ sở quét dữ liệu được đọc.

3.3. Tích hợp OPC UA vào các cảm biến, thiết bị nhỏ

OPC UA sẽ tiếp tục được tích hợp vào các thiết bị và cảm biến nhỏ hơn bao giờ hết. Ngày nay, các giải pháp phần mềm OPC UA nhỏ nhất cho ngành công nghiệp tự động hóa với chức năng hạn chế (nhưng có thể đọc được) chỉ cần 35 KB RAM và 240 KB bộ nhớ flash. Giờ đây, khi các chip đầu tiên có OPC UA tích hợp đã được tung ra thị trường, OPC UA có thể tiến xa hơn vào thế giới cảm biến. Do đó, các ứng dụng OPC UA đã mở rộng từ lĩnh vực cốt lõi của tự động hóa sang các lĩnh vực khác như thiết bị nhà bếp công nghiệp.

OPC UA đã trở thành tiêu chuẩn thực tế cho thị trường tự động hóa và cách mạng công nghiệp 4.0. OPC UA đang bao trùm một loạt các kịch bản truyền thông đang phát triển, khiến các nhà cung cấp ngày càng khó khăn trong việc biện minh cho các giải pháp độc quyền. Các sản phẩm sẽ ngày càng khác biệt dựa trên các tính năng của chính thiết bị hoặc các dịch vụ bên ngoài, thay vì giao diện. Trong tương lai, chúng ta sẽ thấy sự tăng trưởng nhanh chóng trong các mô hình thông tin của các ngành công nghiệp bổ sung, vì OPC UA là nền tảng ưa thích của hệ sinh thái lớn nhất thế giới về khả năng tương tác.

Bài viết bạn nên xem: