IIoT çözümlerinde OPC UA kullanımı
Geleneksel otomasyon sistemleri ile bulut tabanlı servisler arasındaki veri alışverişi, genellikle birlikte kullanılabilirlik ve güvenlik hususlarında endişelere yol açar. OPC UA, güvenli özellikler sunarak bu sorunların etkili bir şekilde çözülmesine yardımcı olur.
Kısaca
- Endüstriyel uygulamalarda uzun süredir bir standart olarak kabul edilmekte olan OPC (Açık Platform İletişimi), kolay ve hızlı bir şekilde uygulanabilir, ancak ölçeklenebilirlik ve esneklik açısından belirli sınırlamalara sahiptir.
- OPC UA (Bütünleşik Mimari), farklı platformlardaki otomatik prosesler ve BT sistemleri arasında güvenli ve standart bir iletişime olanak sağlayan önemli bir iyileştirme olarak geliştirilmiştir.
- Daha yüksek ölçeklenebilirlik, birlikte kullanılabilirlik ve gelişmiş güvenlik özelliklerini destekleyen mimari yapısı sayesinde modern endüstriyel ortamlarda kullanıma oldukça uygundur.
- OPC UA, yüksek birlikte kullanılabilirlik özelliği sayesinde IIoT uygulamalarında birçok avantaj sağlar.
OPC UA nedir?
2008 yılında yayınlanmış OPC UA protokolü dijital sistemler arasında birlikte kullanılabilirlik özelliği sağlayan ana standartlardan biri haline geldi. Bu çözüm, IIoT gibi kavramlarla tamamen uyumludur.
OPC UA'nın en önemli avantajı, OPC Classic ve fonksiyonlarıyla tamamen uyumlu olmasıdır. Ancak OPC Classic sadece Windows sistemlerinde çalışırken, OPC UA Apple, Android, Linux ve Windows dahil birden fazla platformu destekleyerek çok daha geniş bir ölçekte uyumluluk sunar.
OPC Classic ve OPC UA, yerel ve ağ sunucusu algılama, hiyerarşik veri gösterimi ve erişim izinlerine dayalı kontrollü okuma/yazma işlemleri gibi birçok ortak temel fonksiyona sahiptir. Ayrıca OPC UA, geleneksel bilgisayarlar, programlanabilir mantık denetleyicileri, mikrodenetleyiciler ve bulut tabanlı sunucular dahil çok çeşitli donanımlarla uyumludur.
OPC UA'da mesaj formatlama sistemi ve güvenlik
OPC UA'da mesaj alışverişi, cihaz seviyesinde ve daha yüksek sistem seviyelerinde, iki ana format kullanılarak gerçekleşir: İkili UA ve XML. Bu formatlar, mesajları kodlama ve kod çözme işlemlerini tanımlar.
İkili UA, daha az işlem gücü gerektirmesi ve daha yüksek performans sunması nedeniyle en yaygın olarak ekipman seviyesinde kullanılır. Hız optimizasyonu için veri boyutuna dikkat edilerek, etkili kodlama ve kod çözme için tasarlanmıştır.
XML ise üst düzey bilgi alışverişi için kullanılır. OPC UA protokolünü kullanan istemciler, XML tabanlı mesajları yorumlayabilir; bu mesajlar serileştirme ve serileştirmeyi kaldırma için gelişmiş yetenekler sunar ve karmaşık veri işlemede XML kullanımını güçlendirir.
Güvenlik konusunda OPC Classic, Microsoft'un COM ve DCOM protokollerini kullanır. OPC UA ise, Açık Anahtar Altyapısı (PKI) ve endüstri standardı x.509 sertifikalarını içeren kendi kapsamlı güvenlik çerçevesini sunar. Ayrıca, kimlik doğrulama, şifreleme, yetkilendirme ve diğer gelişmiş güvenlik önlemlerini de destekleyerek veri bütünlüğünü ve gizliliğini sağlar.
İletişim protokolü
OPC UA, istemci ve sunucu arasındaki iletişimi tanımlamak için iki taşıma protokolü kullanır: OPC TCP ve SOAP/HTTP(s). OPC TCP, özel bir protokoldür, sadece OPC UA istemcileri iletilen bilgileri yorumlayabilir. İstemci ve sunucu arasında iletişim çift yönlüdür ve ikili yapıda güvenli bir şekilde paketlenir.
SOAP üzerinden iletilen mesajlar için HTTP(s) kullanılır. OPC TCP'nin aksine, bu yöntem veri yorumlaması için daha geniş olanaklar sunar ve hatta standart bir web tarayıcısı üzerinden bile erişilebilir durumdadır. Bu yöntem endüstriyel ortamlarda yaygın olarak kullanılır.
IIoT çözümünde OPC UA'nın sağladığı avantajlar ve kullanım alanları
OPC UA protokolü, güvenlik ve ölçeklenebilirlik sağlarken platformlar arası birlikte kullanılabilirliği mümkün kılar. IIoT sistem entegrasyonunun sağlanması için önemli bir standart olarak kabul edilmektedir.
OPC UA üzerinden iletişim şeffaftır ve farklı üreticiler arasındaki entegrasyon sorunlarını önemli ölçüde azaltır. Sonuç olarak, üreticilerden talep edilen bu protokolü kullanarak tüm ilgili bilgileri erişilebilir hale getirmeleridir.
Netilion ekosistemi - IIoT mimarisi
OPC UA, saha ekipmanlarından gelen verileri üst düzey sistemlere entegre etmek için açık ve verimli bir yöntem sunar. MQTT (Mesaj Kuyruğu Telemetri Taşımacılığı) da doğrudan cihaz bağlantısı için yaygın olarak kullanılırken, OPC UA endüstriyel ortamlarda yapılandırılmış ve güvenli veri alışverişi için temel bir unsur olmaya devam etmektedir.
JavaScript, JSON ve REST API'leri ile OPC UA
IIoT'deki en önemli zorluklardan biri, toplanan verileri kullanarak aksiyon alınabilir analizler elde etmektir. OPC Foundation, API'lerle OPC UA'nın uygulanmasına ilişkin örnekler sunmuştur ve benzer yöntemler, Netilion gibi IIoT servisleri kullanılarak uygulanabilir.
Netilion Connect OPC UA istemcileriyle entegrasyonu kolaylaştıran bir OPC sunucu eklentisi içeren API tabanlı bir bağlantı servisidir. OPC UA sunucusu aracılığıyla veriler, MES veya SCADA gibi diğer çözümlere sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir.
İstemci uygulamalarında bağlantı katmanı olarak OPC UA sunucusu kullanımının birçok avantajı vardır. Lokal kurulum gerektirmez, bu da ilk altyapı maliyetlerinin ve sürekli bakım çalışmalarının azalmasına yol açar. Tek gereken bir internet bağlantısıdır, bu da dağıtımı hızlı ve uygun maliyetli hale getirir.
Veri toplama işleminde genellikle programlama için JSON ve uygulama için JavaScript kullanılır. BT ve otomasyonun yakınsaması devam ettikçe, programlama dilleri endüstriyel ortamlarda giderek daha yaygın hale gelecektir.
