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OPC UA FX是什么?優(yōu)勢及未來趨勢全解析

http://www.moduwu.com 2023-10-19 10:24 來源:HMS

首先,OPC UA 是什么?

OPC UA是一種開放的、基于以太網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn),它集成了OPC Classic規(guī)范的所有功能,并提供了一個可擴(kuò)展的框架。OPC UA可以在不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)上運行,支持?jǐn)?shù)據(jù)、事件和方法的交互,以及復(fù)雜的信息建模。

OPC UA還具有高級的安全性,可以加密、簽名和驗證消息,以及控制客戶端和服務(wù)器之間的連接。OPC UA是工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的重要通信標(biāo)準(zhǔn)之一。

接下來,我們將重點探討正在開發(fā)的「現(xiàn)場級通信協(xié)議」(Field-Level Communication,F(xiàn)LC)OPC UA 規(guī)范:OPC UA FX,并深入了解它對工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)的潛在影響。

OPC UA FX 是什么?

OPC UA Field eXchange 是一套用于現(xiàn)場級通信的OPC UA規(guī)范,通常被稱為 OPC UA FX 或 UAFX,是 OPC UA 通信標(biāo)準(zhǔn)的一個擴(kuò)展。它旨在實現(xiàn)不同廠商的自動化組件之間的過程和配置數(shù)據(jù)交換。

OPC UA FX的第一套規(guī)范已經(jīng)于2022年11月8日發(fā)布,這為使用OPC UA在現(xiàn)場級通信奠定了基礎(chǔ)。目前,OPC UA FX仍在不斷完善和擴(kuò)展,以滿足工廠自動化和過程自動化的各種用例和需求,包括實時、運動和安全。預(yù)計在2023年,將有更多的OPC UA FX兼容的產(chǎn)品和解決方案推出市場。

為何我們需要 OPC UA FX?

首先,OPC UA 的優(yōu)點已經(jīng)在工業(yè)中逐漸被廣大行業(yè)人士所認(rèn)可。它是一個獨立于制造商的通信協(xié)議,為從設(shè)備級到更高級別的信息交換提供了一個標(biāo)準(zhǔn)化的格式。對于機器制造商和線路建設(shè)者來說,采用 OPC UA 意味著他們能讓其客戶更簡易地獲取并解讀由各種機器產(chǎn)生的各種信息。

然而,OPC UA FX 進(jìn)一步完善了這個概念。它不僅針對機器之間的通信提供了低層的擴(kuò)展,而且能夠?qū)崿F(xiàn)不同制造商的機器之間的同步。通過以「語義」為基礎(chǔ)的通信,OPC UA FX 將為工業(yè)現(xiàn)場提供全新的控制和交互方式。

OPC UA 與 UAFX 旨在為所有生產(chǎn)層面實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和表達(dá),從車間地面的傳感器到云端的數(shù)據(jù)交換,從 OT 到 IT,都能實現(xiàn)。

OPC UA FX 是如何開發(fā)的?

為了確保來自不同制造商的設(shè)備能夠順利地互聯(lián)互通,OPC 基金會的 FLC 團(tuán)隊正在積極地為 OPC UA FX 制定相關(guān)規(guī)范。OPC UA FX 將提供專用的通信機制和數(shù)據(jù)配置文件,以規(guī)定各種自動化設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。

那么,OPC UA FX 有什么獨特之處呢?首先,它結(jié)合了時間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time-Sensitive Networking, TSN)機制,支持通過以太網(wǎng)進(jìn)行實時網(wǎng)絡(luò)訪問。這意味著它可以同時實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)交換和確定性傳輸。換句話說,它能確保數(shù)據(jù)恰好在需要的時候到達(dá)其目的地,并且可以預(yù)測數(shù)據(jù)的交付時間。這種結(jié)合 TSN 的特性使 OPC UA FX 特別適用于那些需要精確同步和低延遲的應(yīng)用場景。

OPC UA FX 會取代現(xiàn)有的以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線協(xié)議嗎?

目前,OPC UA 已經(jīng)成功地集成到眾多機器中,并與 IT 應(yīng)用進(jìn)行互聯(lián)。OPC UA 的下一步是解決機器(PLC)之間的通信問題,因為大多數(shù)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線在其標(biāo)準(zhǔn)中并沒有涵蓋這一功能。因此,OPC UA FX 在這方面的通信應(yīng)用也是非常有前景的。

但是,當(dāng)考慮到機器到設(shè)備以及設(shè)備到設(shè)備層面的控制通信時,情況就變得復(fù)雜許多。在這些層面上的應(yīng)用,很多時候要取決于成本、復(fù)雜性以及信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化等因素。

在未來,OPC UA FX 不太可能完全替代現(xiàn)有的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。這些協(xié)議都根據(jù)其自身的優(yōu)勢找到了自己的應(yīng)用領(lǐng)域。相反,更有可能的是,OPC UA FX 將憑借其新的 UAFX 功能來滿足尚未被滿足的需求,從而成為設(shè)備制造商需要支持的另一種協(xié)議。

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