¿Qué es OPC UA?
OPC UA es la abreviatura de «Open Platform Communications Unified Architecture» (Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta). Se trata de un estándar de interoperabilidad para el intercambio de datos industriales. OPC UA se desarrolló específicamente para aplicaciones dentro del entorno de Industria 4.0 y el Internet de las Cosas (IoT). A diferencia del antiguo estándar OPC, que dependía de DCOM de Windows y era principalmente para uso local, OPC UA es independiente de la plataforma. Está orientado a servicios y diseñado para un uso seguro en las redes.
El estándar permite una comunicación escalable y segura entre una amplia variedad de dispositivos y sistemas. Garantiza formatos de datos y protocolos comunes en las interfaces de los distintos componentes, además de proteger la comunicación con numerosos mecanismos de seguridad.
Estas son las ventajas:
Independencia de la plataforma:
La comunicación estandarizada entre distintos sistemas es posible, independientemente del fabricante, del sistema operativo o del entorno técnico. La arquitectura independiente de la plataforma sienta las bases para una comunicación perfecta entre máquinas y mejora la interoperabilidad en aplicaciones industriales.
Seguridad:
La arquitectura subyacente se basa en modernos mecanismos de seguridad. El cifrado, la autenticación y la autorización protegen los datos de forma fiable, incluso en redes abiertas o entornos de nube. Las empresas mantienen el control del acceso a los datos en todo momento. También satisfacen importantes necesidades de protección de datos y seguridad informática, especialmente en Industria 4.0.
Flexibilidad y escalabilidad:
La arquitectura orientada a servicios (SOA) de OPC UA constituye la base de una estructura de comunicación altamente flexible y modular. Esta arquitectura define interfaces normalizadas para el intercambio de datos y servicios, lo que la hace independiente de los protocolos de transporte subyacentes.
Es compatible con una amplia gama de protocolos, incluidos TCP/IP, HTTPS, MQTT y OPC UA sobre TSN. Esta flexibilidad permite que distintos dispositivos y sistemas funcionen juntos sin problemas. Ayuda a que el estándar OPC UA se adapte a numerosas aplicaciones, desde los antiguos sistemas de control hasta los nuevos dispositivos IoT.
Este diseño estructurado y escalable facilita la incorporación de nuevos dispositivos o clientes OPC. Y lo hace sin alterar los actuales sistemas de comunicación ni los modelos de datos. Esto garantiza la adaptabilidad a largo plazo y protege su inversión.
Estandarización:
La Fundación OPC se encarga del mantenimiento del estándar OPC UA, que goza de reconocimiento internacional. Garantiza una comunicación estandarizada y, por tanto, ofrece seguridad de inversión a largo plazo. Se complementa con las denominadas especificaciones complementarias, especialmente adaptadas a cada industria. Estas extensiones se basan en el modelado de la información y permiten una descripción clara y orientada a objetos de los datos industriales, un requisito previo importante para la integración en los modernos sistemas Industria 4.0.
¿Cómo funciona la comunicación OPC UA?
La transmisión de datos se produce mediante un modelo clásico cliente-servidor o un principio editor-abonado (pub/sub). Ambos enfoques se basan en una arquitectura orientada a servicios (SOA) y admiten una integración flexible y escalable en los modernos entornos de Industria 4.0.
Modelo cliente- servidor:
En este modelo, el servidor actúa como proveedor de datos. Los clientes OPC pueden solicitar, escribir o suscribirse específicamente a información, por ejemplo, en el caso de cambios de datos, estados o alarmas. La comunicación se gestiona a través de servicios estandarizados de acceso a datos, lo que permite responder de forma fiable y oportuna a cambios dentro del sistema. Este enfoque es especialmente adecuado para consultas específicas y tareas de control directo.
Modelo editor- suscriptor:
En este modelo, un editor envía activamente datos a uno o varios abonados sin necesidad de una consulta directa. Esta estructura es ideal para aplicaciones que requieren distribución de información a muchos destinatarios en tiempo real, como en el caso de sistemas muy ramificados o para la comunicación entre máquinas. El uso de OPC UA sobre TSN hace que este modelo sea adecuado para aplicaciones de tiempo crítico en entornos de producción.
¿Cómo se puede utilizar OPC UA para la integración de datos con aplicaciones Industria 4.0 e IoT?
Existen varios escenarios típicos y situaciones de proyecto en los que OPC UA se utiliza en la interfaz entre OT e IT:
1. Modernización de sistemas heredados mediante la integración de OPC UA
Muchas máquinas y dispositivos de los sistemas existentes carecen de una interfaz OPC UA estandarizada y, en su lugar, dependen de protocolos de comunicación más antiguos o de interfaces propietarias. En los proyectos de modernización, a menudo es necesario integrar estas máquinas y dispositivos en soluciones innovadoras mediante el uso de OPC UA para así aprovechar las ventajas de las aplicaciones Industria 4.0 e IoT y garantizar una integración de datos eficaz.
2. Conexión e integración eficiente de servidores OPC UA en instalaciones modernas
En la actualidad, numerosos dispositivos vienen equipados de fábrica con servidores OPC UA integrados. El reto consiste en conectar las aplicaciones de forma eficaz, sencilla y segura a un gran número de fuentes de datos. Además, a menudo es necesario que las aplicaciones de IT accedan a los datos de los servidores OPC UA utilizando protocolos estándar ampliamente adoptados, como MQTT.
3. Estandarización e integración mediante especificaciones complementarias y modelos de información OPC UA
Con el avance de la digitalización, crece la demanda de interfaces estandarizadas que utilicen especificaciones complementarias y modelos de información OPC UA. Estos modelos permiten descripciones coherentes de dispositivos, máquinas y sistemas -incluida la información semántica- y simplifican su integración en las soluciones de IoT modernas, por ejemplo a través de los denominados «espacios de nombres unificados» (UNS).
¿Cómo pueden adaptarse las soluciones OPC UA a los distintos procesos operativos e infraestructuras?
Por lo general, todos los requisitos y escenarios de aplicación mencionados pueden cubrirse utilizando productos estándar compatibles con OPC UA, minimizando así los esfuerzos de integración específicos del proyecto.
Sin embargo, dado que los usuarios presentan diferencias en cuanto a organización, procesos operativos e infraestructura existente, la solución de integración de datos basada en OPC UA puede variar en función de la situación. Dependiendo del contexto, las soluciones de software basadas en Docker, las soluciones de software basadas en Windows o las soluciones de hardware pueden ser la mejor opción para adaptar la integración a las necesidades específicas de la organización.
Experiencia en OPC UA y cartera de productos Softing
Experiencia en OPC UA y cartera de productos Softing Gracias a nuestra amplia experiencia en tecnología OPC y a la estrecha colaboración con la OPC Foundation, somos el socio ideal para sus necesidades de integración de datos OPC. Tanto si se trata de sistemas heredados como de nuevas instalaciones, y ya sea para dar soporte a operaciones tradicionales o a procesos automatizados e impulsados por IT, Softing Industrial ofrece productos de usuario final a medida para la integración de datos basada en OPC UA.
Además de estos productos de usuario final, desarrollamos y comercializamos kits de desarrollo de software (SDK) para la creación de componentes de cliente y servidor OPC UA específicos para cada proyecto. Estos SDK pueden utilizarse tanto para dispositivos como para aplicaciones de software. También utilizamos estos SDK en el desarrollo de nuestros productos de usuario final basados en OPC UA. Las sinergias creadas por este enfoque benefician tanto a los usuarios de nuestros productos finales como a los usuarios de los SDK.
Como complemento a nuestros productos estándar, ofrecemos un completo programa de formación y servicio para proporcionar a nuestros clientes la mejor asistencia posible.
Productos Softing para la integración de datos OPC UA
Servidores y middleware OPC basados en Windows actúan como interfaces de software para el intercambio de datos entre distintos sistemas y dispositivos. Los servidores OPC recopilan datos de diferentes dispositivos y los presentan en un formato estandarizado, mientras que el middleware OPC facilita el envío y procesamiento de datos entre diferentes sistemas.
Producto: dataFEED OPC Suite
Plataformas de integración para la agregación de datos recopilan, combinan y consolidan grandes volúmenes de datos procedentes de distintas fuentes. Esto permite a los usuarios controlar los datos desde un único punto y gestionarlos de forma fácil y segura.
Productos: Secure Integration Server, edge Aggregator
Soluciones de software OPC UA basadas en Docker se ejecutan como contenedores y ofrecen una forma flexible y escalable de utilizar las funcionalidades OPC UA.
Productos: edge Aggregator, edgeConnectors, edgePlugs, smartLink SW-HT, smartLink SW-PN
Kits de desarrollo de software (SDKs) OPC UA proporcionan las herramientas y bibliotecas necesarias para desarrollar aplicaciones que puedan actuar como clientes o servidores OPC UA. Estas aplicaciones recogen, procesan y envían datos desde diversos dispositivos y controladores.
Productos: SDKs OPC UA
Pasarelas hardware para el acceso a la red en paralelo al controlador son ideales para ampliar los sistemas existentes. Proporcionan opciones de comunicación adicionales vía OPC UA sin afectar al funcionamiento del sistema de control.
Productos: pasarelas smartLink
Pasarelas hardware para el acceso directo a los datos del controlador son adecuadas para aplicaciones que requieren una sólida integración y acceso directo a la información del controlador.
Productos: edgeGate, ua Gates, eATM Manager Control Logix
