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OPCUAPubSub:为工业自动化带来云的力量

本文摘要:如今,许多OPC系统都有少量的HMIs或SCADA应用程序,它们可以管理大量的设备。在某些情况下,MES系统和ERP系统就是其中的一部分,用于OPC模块从工厂搜集数据并将其发送到企业的应用程序中。这种模式在许多应用程序中都很有效地,并且将之后沦为更加多工业自动化用户的支柱,同时许多用户在必须管理的单个方位上都加装了大量设备。然而,基于云的解决方案,普遍部署使得许多工厂运营商开始思维如何利用它来修改操作者。 这些用户的市场需求仍然是新的OPCUAPubSub规范背后的驱动力。

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如今,许多OPC系统都有少量的HMIs或SCADA应用程序,它们可以管理大量的设备。在某些情况下,MES系统和ERP系统就是其中的一部分,用于OPC模块从工厂搜集数据并将其发送到企业的应用程序中。这种模式在许多应用程序中都很有效地,并且将之后沦为更加多工业自动化用户的支柱,同时许多用户在必须管理的单个方位上都加装了大量设备。然而,基于云的解决方案,普遍部署使得许多工厂运营商开始思维如何利用它来修改操作者。

这些用户的市场需求仍然是新的OPCUAPubSub规范背后的驱动力。该规范以基于消息的中间设备(如AMQP或MQTT)为基础对OPCUA分层,容许用户利用OPCUA的功能,如强劲的信息建模框架,同时适应环境中间设备以消息为中心的通信范例。

用于OPCUAPubSub传递数据和事件到云端上OPCUAPubSub定义了一种牢固耦合的消息协议,可以与多种编码(例如JSON、UA二进制或XML)和多种传输方式(例如AMQP、MQTT和XMPP等)一起用于。公布信息的应用程序创立数据或事件订阅者,就像它们为普通的OPCUA通信创立数据或事件订阅者一样,并将分解的通报转发给面向消息的中间设备。消费信息的应用程序用于面向消息的中间设备创立订阅者,中间设备将在消息抵达时转发给它们。

OPCUAPubSub规范为这些消息定义了格式,该格式容许不理解OPCUA并且无法相连到发布者的订阅者者用于这些消息。在这些情况下,中间设备可以反对长久队列、多路传播或检验,从而容许OPCUA数据或事件抵达更大范围的应用程序中,还包括大数据应用程序,这些应用程序依赖来自工厂的动态数据。数据是过于的:OPCUA将其信息模型扩展到云由发布者分解的消息中,原始数据可以具备这样一种结构,用户可以解读该结构,而订阅者者却无法访问消息以外的信息。

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但是,与消息关联的元数据可以获取最重要的涉及信息,容许订阅者者正确地说明该消息。为了便于定义OPCUAPubSub,可以用于完全相同的中间设备代理,基础结构来传送元数据消息。这些消息还容许发布者立刻报告对其配备的变更,这些变更不会影响到消息的内容。

公布的每一条消息都包括了限于于该消息的元数据版本的标识符,以保证订阅者者可以精彩检测和管理元数据的变更。末端到端的安全性:由第三方运营的云服务有可能过于安全性云依赖专门获取大型可拓展系统供应商获取的基础架构。然而,云的性质意味著,即使应用程序和代理之间的通信是安全性的,第三方也可以采访数据。

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OPCUAPubSub获取末端到端的安全性,无论必须多少中介提供数据,都能保证只有运营商许可的应用程序才能查阅或改动数据。OPCUAPubSub包括一个密钥发给模型,容许牢固耦合的应用程序根据必须分享密钥(图2)。用于基于Web的牵头身份管理标准(如OAuth2)来掌控对安全性密钥服务器的采访。

例如,工厂所有者可以用于建构在ActiveDirectory中的OAuth2反对为其安全性密钥服务器获取许可服务。这种采访将独立国家于用作将消息传递给其预期接收者的中间设备,并容许在市场需求变化时拒绝接受或撤消采访。图2:OPCUAPubSub末端到末端安全性模型OPCUAPubSub:一种需要灵活性发展的解决方案有所不同的中间设备供应商,期望操作者人员需要允诺并用于他们的协议展开操作者。

OPCUAPubSub获取了一个框架,可以同时反对多个协议,以符合工厂运营商的市场需求,同时获取叙述简单信息的标准体系结构。图3说明了在实际操作中是如何工作的,其中机器供应商用于MQTT与部署在客户工厂中的机器展开通信,而工厂操作者人员用于AMQP捕捉分析。

在这两种情况下,发送到云的数据都基于OPCUAPubSub,并合乎OPCUA信息模型。工厂运营商最看上的是OPCUA需要降低成本,并获取更大的灵活性,且容许工厂操作者人员将重点放到企业所必须的信息上,而不是在系统之间移动信息所需的协议上。


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