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 originale reposait sur Windows DCOM et convient essentiellement à une utilisation locale. En revanche, OPC UA est indépendant de la plate-forme, orienté services et conçu pour une communication sécurisée sur les réseaux.
La norme permet une communication évolutive et sécurisée entre une grande variété d’appareils et de systèmes. Elle garantit des formats de données et des protocoles uniformes aux interfaces de composants divers. De plus, des mécanismes de sécurité complets protègent la communication.
Avantages d'une communication industrielle connectée et sécurisée
Indépendance par rapport à la plateforme
La communication entre les systèmes peut être normalisée, quels que soient le constructeur, le système d'exploitation ou l'environnement technique. L'architecture indépendante d’une plate-forme permet une communication machine à machine directe. La collaboration entre différents systèmes s'en trouve améliorée dans les applications industrielles.
Sécurité
L'architecture repose sur des fonctionnalités de sécurité modernes. Les données sont protégées par chiffrement, authentification et autorisation, même dans les réseaux ouverts ou dans le cloud.
Les entreprises conservent le contrôle 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 s’appuie 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 compatible, notamment TCP/IP, HTTPS, MQTT, et OPC UA sur TSN. Ils favorisent le fonctionnement fluide de divers appareils et systèmes entre eux, qu'il s'agisse d'anciens contrôleurs ou d'appareils IoT modernes.
La conception structurée et évolutive facilite l'intégration de nouveaux appareils ou clients OPC sans perturber les systèmes existants. Par conséquent, la solution reste adaptable à long terme et contribue à protéger les investissements.
Normalisation
Reconnue mondialement, la norme OPC UA est gérée par la Fondation OPC. Elle garantit une communication normalisée et offre ainsi une sécurité d'investissement à long terme.
Elle est complétée par des spécifications complémentaires (« Companion »), des extensions spécialement adaptées à chaque secteur industriel. Ces extensions reposent sur la modélisation de l’information et permettent une description claire et orientée objet des données industrielles, une condition essentielle pour l’intégration dans les systèmes modernes de l’Industrie 4.0.
Modèles de communication flexibles pour une multitude d’exigences industrielles variées
La transmission des données s’effectue selon un modèle client-serveur classique ou selon le principe éditeur-abonné (pub/sub).
Les deux démarches s’articulent autour d'une architecture orientée services (SOA). Cela signifie que le logiciel se compose de plusieurs petits services spécialisés qui fonctionnent ensemble sur un réseau. Cela permet 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. Les clients OPC peuvent demander, écrire ou s’abonner à des informations spécifiques, par exemple en cas de changements de données, d’états ou d’alarmes.
La communication s'effectue par l'intermédiaire de services d'accès aux données normalisés. Plusieurs systèmes peuvent donc accéder aux données selon des règles uniformes. Les nouvelles mesures ou les changements d'état sont rapidement détectés et peuvent servir immédiatement pour des requêtes ou des tâches de commande.
Modèle éditeur-abonné
Dans ce modèle, un éditeur envoie activement des données à un ou plusieurs abonnés sans qu’une requête directe ne soit nécessaire. Ce modèle s’adapte tout particulièrement aux applications en temps réel réunissant plusieurs destinataires, par exemple dans les grandes installations ou pour la communication de machine à machine.
Avec OPC UA sur TSN, ce modèle convient aussi aux applications critiques de la production.
Démarches d'intégration flexibles pour divers environnements industriels
Les exemples suivants illustrent des applications types de la communication OPC UA à l'interface entre l'OT et l'IT.
1. Modernisation des systèmes existants grâce à l'intégration OPC UA
De nombreuses machines anciennes fonctionnent encore avec des interfaces patrimoniales ou des protocoles obsolètes. Pour les intégrer dans les environnements informatiques modernes, des solutions d'adaptation s’utilisent pour rendre les contrôleurs existants numériquement accessibles.
Il s'agit notamment de passerelles matérielles qui relient directement les contrôleurs à des systèmes de niveau supérieur via OPC UA ou MQTT. Les solutions logicielles telles que dataFEED OPC Suite de Softing intègrent également les équipements existants 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
Un nombre croissant d'appareils dans les installations modernes 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 des machines. Ces données peuvent ensuite être transmises à des plateformes cloud ou à des applications d'analyse à l'aide de protocoles informatiques 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, un facteur essentiel pour accroître la transparence et l'efficacité dans les environnements de production connectés.
3. Normalisation et intégration par le biais de spécifications complémentaires et de modèles d'information OPC UA
Avec la numérisation galopante, les interfaces normalisées et les descriptions sémantiques des données sont de plus en plus demandées. Les spécifications connexes et les modèles d'information OPC UA constituent le fondement de données cohérentes sur les appareils et les machines.
Cette normalisation simplifie l'intégration dans les plateformes IoT, par exemple grâce aux espaces de noms unifiés (UNS), et instaure architecture de données pérenne.
Démarches d'intégration flexibles pour divers environnements industriels
L'intégration des données industrielles doit s'intégrer de manière fluide dans les processus existants d'une entreprise ainsi que dans son infrastructure IT et OT. Les logiciels standard satisfont à de nombreuses exigences et simplifient la mise en œuvre. Pour des applications bien particulières, il existe plusieurs approches techniques :
- Solutions logicielles conteneurisées : pour des applications flexibles et évolutives dans des architectures informatiques modernes
- Systèmes Windows : éprouvés dans les environnements traditionnels de production et d'entreprise
- Solutions matérielles aux interfaces ouvertes : pour un accès direct aux données des machines et des commandes dans l'atelier
Ces approches se traduisent par communication des données évolutive, sécurisée et pérenne, une exigence fondamentale 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
Vous souhaitez sécuriser la communication de vos données industrielles, la rendre plus efficace et la rendre pérenne ?
Softing Industrial est le partenaire qu’il vous faut. Forts de décennies d'expertise OPC UA, nous fournissons des solutions logicielles et matérielles éprouvées qui facilitent une intégration transparente et fiable dans les environnements industriels connectés.
Notre portefeuille comprend :
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Solutions logicielles pour la connectivité, l'agrégation et la transmission des données
- dataFEED OPC Suite : Serveurs et intergiciels OPC basés sur Windows pour une collecte et un approvisionnement cohérents des données
- Secure Integration Server et edgeAggregator : Plateformes pour l'agrégation centralisée et la gestion sécurisée des données
- edgeConnectors, edgePlugs, smartLink SW-HT, smartLink SW-PN : Applications conteneurisées pour des processus d'intégration flexibles et évolutifs
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Outils de développement
- Kits de développement logiciel OPC UA : Bibliothèques pour le développement d'applications serveur et client OPC UA personnalisées
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Passerelles matérielles
- Passerelles smartLink : Pour un accès réseau parallèle aux contrôleurs
- edgeGate, uaGates, eATM Manager Control Logix : Pour un accès direct aux données de commande
