Qu’est-ce que OPC UA ? Explication des concepts clés et des principes de base
OPC UA est l'abréviation de Open Platform Communications Unified Architecture. Il s'agit d'une norme d'interopérabilité pour l'échange de données industrielles. OPC UA a été développé spécifiquement pour les applications dans l'environnement de l'industrie 4.0 et de l'internet des objets (IoT).
La norme OPC initiale était fondée sur Windows DCOM et était essentiellement dédiée à une utilisation locale. En revanche, l’OPC UA est indépendant de la plate-forme, orienté vers les services et conçue pour assurer une communication sécurisée sur les réseaux.
La norme permet une communication évolutive et sécurisée entre une grande variété de dispositifs et de systèmes. Elle garantit des formats de données et des protocoles uniformes aux interfaces des composants. Par ailleurs, des mécanismes de sécurité complets protègent la communication.
Avantages d'une communication industrielle connectée et sécurisée
Indépendance de la plate-forme
Les systèmes peuvent communiquer entre eux de manière normalisée, indépendamment du fabricant, du système d'exploitation ou de l'environnement technique. L'architecture indépendante de la plate-forme permet une communicationdirecte entre les machines. Cela améliore la collaboration entre les divers systèmes dans les applications industrielles.
Sécurité
L'architecture utilise des dispositifs de sécurité modernes. Le cryptage, l'authentification et l'autorisation protègent les données, même dans les réseaux ouverts ou dans le nuage.
Les entreprises conservent la maîtrise de l'accès tout en répondant aux exigences essentielles en matière de protection des données et de sécurité informatique.
Flexibilité et évolutivité
L' architecture orientée services (SOA) d'OPC UA constitue la base d'une communication souple et modulaire. Elle se fonde sur des interfaces normalisées pour l'échange de données et de services et est indépendant du protocole de transport.
Un large éventail de protocoles est pris en charge, notamment TCP/IP, HTTPS, MQTT et OPC UA over TSN. De cette façon, des appareils et des systèmes divers peuvent fonctionner ensemble avec fluidité, qu'il s'agisse d'anciens contrôleurs ou de dispositifs IoT modernes.
La conception structurée et évolutive facilite l'intégration de nouveaux appareils ou clients OPC sans affecter les systèmes existants. Par conséquent, la solution préserve son adaptabilité à long terme et contribue à protéger les investissements.
Normalisation
La Fondation OPC gère la norme OPC UA qui est mondialement reconnue. Elle assure une communication normalisée et sécurise les investissements à long terme.
Elle s’accompagne de spécifications complémentaires - des extensions spécifiquement adaptées à chaque secteur d'activité. Elles s’appuient sur la modélisation de l'information et permettent une description claire et orientée objet des données industrielles, ce qui est fondamental pour l'intégration dans les systèmes modernes de l'industrie 4.0.
Modèles de communication flexibles pour une grande diversité d’applications industrielles
La transmission des données repose sur un modèle client-serveur classique ou un principe éditeur-abonné (pub/sub).
Les deux approches s’appuient sur une architecture orientée services (SOA). Le logiciel se compose de plusieurs petits services spécialisés qui fonctionnent ensemble sur un réseau. Il en découle une intégration flexible et évolutive dans les environnements modernes de l'industrie 4.0.
Modèle client-serveur
Dans ce modèle, le serveur agit comme un fournisseur de données. Lesclients OPC peuvent notamment demander, écrire ou s'abonner à des informations comme des modifications de données, des états ou des alarmes.
La communication passe pas des services d'accès aux donnéesnormalisés. Divers systèmes peuvent donc accéder aux données en appliquant des règles uniformes. Les nouvelles mesures ou changements d'état sont rapidement détectés et peuvent servir instantanément dans des requêtes ou des tâches de commande.
Modèle éditeur-abonné
Dans ce cas, un éditeur envoie des données à un ou plusieurs abonnés sans qu'une requête directe ne soit nécessaire. Ce modèle est particulièrement adapté aux applications en temps réel comprenant plusieurs destinataires, par exemple dans les grandes usines ou pour la communication machine-machine.
Grâce à l’OPC UA over TSN, ce modèle peut aussi s’intégrer dans des applications critiques de la production.
Approches d'intégration flexibles pour une grande diversité d’environnements industriels
Les exemples suivants reprennent des applications types de la communication OPC UA au niveau de l'interface OT-IT.
1. Modernisation des systèmes existants grâce à l'intégration OPC UA
Un grand nombre de machines anciennes s’exécutent encore avec des interfaces propriétaires ou des protocoles obsolètes. Leur intégration dans les environnements informatiques modernes exige des solutions de mise à niveau pour garantir l’accès numérique des contrôleurs existants.
Il s'agit notamment de passerelles matérielles qui relient directement les contrôleurs à des systèmes de niveau supérieur par OPC UA ou MQTT. Des solutions logicielles telles que dataFEED OPC Suite de Softing intègrent également les anciens équipements par le biais de serveurs Windows, sans aucune modification du matériel de la machine.
2. Connexion et intégration efficaces des serveurs OPC UA dans les installations modernes
Dans les installations modernes, de plus en plus de dispositifs sont déjà équipés d'un serveur OPC UA intégré. Aujourd'hui, le principal défi consiste à intégrer ces sources de données de manière simple, sûre et efficace.
L’OPC UA permet la collecte centralisée des données desmachines . Ces données peuvent ensuite être transmises à des plateformes cloud ou à des applications d'analyse à l'aide de protocoles courants tels que MQTT. Il en résulte des architectures IoT évolutives qui simplifient l'échange de données entre les systèmes de production et les systèmes informatiques - une condition essentielle pour une transparence et une efficacité accrue dans les installations de production connectées.
3. Normalisation et intégration par le biais de spécifications complémentaires et de modèles d'information OPC UA
La numérisation galopante exige de manière pressante des interfaces normalisées et des descriptions sémantiques des données. Les spécifications complémentaires et les modèles d'information OPC UA constituent la base de données cohérentes sur les dispositifs et les machines.
Cette normalisation simplifie l'intégration dans les plateformes IoT, notamment grâce aux espaces de noms unifiés (UNS), et garantit une architecture de données à l'épreuve du temps.
Approches d'intégration flexibles pour une grande diversité d’environnements industriels
Les données industrielles doit s’intégrer en toute fluidité dans les processus existants d'une entreprise ainsi que dans son infrastructure IT et OT. Les logiciels standard répondent à de nombreuses exigences et simplifient la mise en œuvre. Pour certaines applications particulières, il existe plusieurs approches techniques :
- Solutions logicielles conteneurisées - pour des applications flexibles et évolutives dans les architectures informatiques de pointe
- Systèmes Windows - qui ont fait leur preuve dans les environnements de production et d'entreprise classiques
- Solutions matérielles aux interfaces ouvertes - pour un accès direct aux données des machines et des commandes dans l'atelier
Ces approches assurent une transmission de données évolutive, sécurisée et à l'épreuve du temps, un cadre essentiel pour l'industrie 4.0, l'IIoT et l'automatisation de bout en bout.
Expertise et gamme Softing OPC UA
Expertise et portefeuille de Softing OPC UA Grâce à notre vaste expérience de la technologie OPC et à notre étroite collaboration avec l'OPC Foundation, nous sommes le partenaire qu’il vous faut pour vos besoins en matière d'intégration de données OPC. Systèmes existants ou nouvelles installations, et appui des opérations traditionnelles ou des processus automatisés et pilotés par les technologies de l'information, Softing Industrial propose des produits sur mesure pour l'utilisateur final dédiés à l’intégration de données fondée sur l'OPC UA.
En plus de ces produits destinés aux utilisateurs finaux, nous développons et commercialisons des kits de développement logiciel (SDK) pour la conception particulière de composants clients et serveurs OPC UA. Ces SDK servent à la fois pour les appareils et les applications logicielles. Ces SDK servent aussi à développer nos produits pour utilisateurs finaux fondés sur l'OPC UA. Les synergies créées par cette approche profitent à la fois aux usagers de nos produits destinés aux utilisateurs finaux et aux utilisateurs des SDK.
Pour compléter nos produits standard, nous proposons un programme complet de formation et de service afin d'offrir à nos clients la meilleure assistance possible.
Logiciels et matériel pour OPC UA
Souhaitez-vous sécuriser la communication de vos données industrielles, la rendre plus efficace et la pérenniser ?
Softing Industrial est votre partenaire idéal pour atteindre cet objectif. Forts de plusieurs décennies d’expertise en OPC UA, nous proposons des solutions logicielles et matérielles éprouvées, garantissant une intégration fluide et fiable au sein des environnements industriels connectés.
Notre portefeuille comprend :
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Solutions logicielles dédiées à la connectivité, à l’agrégation et à la transmission des données
- dataFEED OPC Suite : Serveurs OPC et intergiciels basés sur Windows pour une collecte et une fourniture des données cohérentes
- Secure Integration Server et edgeAggregator : Plateformes dédiées à l'agrégation centralisée des données et la gestion sécurisée
- edgeConnectors, edgePlugs, smartLink SW-HT, smartLink SW-PN : Applications conteneurisées pour des scénarii d'intégration flexibles et évolutifs
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Outils de développement
- Kits de développement logiciel OPC UA : Bibliothèques consacrées au développement d'applications serveur et client OPC UA personnalisées
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Passerelles matérielles
- Passerelles smartLink : Pour un accès réseau simultané aux contrôleurs
- edgeGate, uaGates, eATM Manager Control Logix : Pour un accès direct aux données de commande
