Anuncio del estándar de puerta de enlace OPC UA / DDS

Uno de los desafíos más importantes que enfrentan los diseñadores de sistemas y los integradores de sistemas al implementar sistemas complejos de Internet de las cosas industriales (IoT) es la integración de diferentes soluciones y estándares de conectividad.

En RTI, trabajamos constantemente para acelerar la revolución de IoT industrial. En los últimos años, hemos desarrollado pasarelas de conectividad estándar para garantizar que los sistemas DDS puedan integrarse fácilmente con otros marcos de conectividad centrales. Este año, hemos estado trabajando en una puerta de enlace OPC UA / DDS estándar, un puente entre dos de los marcos de comunicación de IoT industrial más conocidos. Nos complace anunciar que esta puerta de enlace acaba de ser adoptada por Object Management Group (OMG).

Especificación de puerta de enlace OPC UA / DDS

El año pasado, OMG y la Fundación OPC anunciaron una estrategia de colaboración para los estándares de conectividad DDS y OPC UA. Tras ese anuncio, el OMG emitió una Solicitud de propuestas (RFP) para la definición de una puerta de enlace OPC UA / DDS estándar para permitir la interoperabilidad transparente entre las aplicaciones DDS y OPC UA.

Asumimos el desafío y elaboramos una propuesta de 140 páginas con aportes de los usuarios y proveedores de DDS y OPC UA, que fue votada y adoptada en la Reunión Técnica de OMG de marzo. Esta publicación de blog proporciona una descripción general de la nueva especificación y describe los prototipos que hemos desarrollado para validar el nuevo estándar.

Descripción general de la especificación

El objetivo de la especificación OPC UA / DDS Gateway es permitir que las aplicaciones DDS y OPC UA interoperen de forma transparente utilizando los mecanismos nativos de cada marco específico. En la práctica, esto implica resolver dos problemas separados:

• Creación de un puente OPC UA a DDS para permitir que las aplicaciones DDS funcionen en el AddressSpace de un servidor OPC UA que utiliza capacidades de publicación-suscripción centradas en datos DDS estándar y los mecanismos RPC sobre DDS.
• Creación de un puente DDS a OPC UA para permitir que las aplicaciones del cliente OPC UA participen como ciudadanos de primera clase en el espacio de datos global de DDS utilizando los servicios OPC UA estándar.

Figura 1:Concepto de puerta de enlace OPC UA / DDS

Puente OPC UA a DDS

El puente OPC UA a DDS permite que las aplicaciones DDS lean, escriban y se suscriban a información en el AddressSpace de un servidor OPC UA. Este lado de Gateway cumple algunos de los casos de uso que hemos visto una necesidad en la comunidad. Por ejemplo, hace posible integrar dispositivos habilitados para OPC UA en sistemas más grandes de sistemas que requieren la escalabilidad y las capacidades de QoS de DDS. La Figura 2 ilustra este tipo de implementaciones en las que un par de aplicaciones DDS se suscriben utilizando el protocolo de cable DDS-RTPS a la información proporcionada por dos servidores OPC UA que utilizan el protocolo binario OPC UA.

Figura 2:Puente de OPC UA a DDS

El comportamiento del puente OPC UA a DDS es bastante simple. Por un lado, el Gateway crea una instancia de un Cliente OPC UA capaz de conectarse a un Servidor y realizar un conjunto de acciones utilizando OPC UA Services (p. ej., utilizando el Conjunto de servicios de atributos para leer y escribir y usando la Suscripción y Conjuntos de servicios MonitoredItems para suscribirse a cambios de datos y eventos). Por otro lado, Gateway crea una instancia de un conjunto de DataReaders y DataWriters capaz de manejar las interacciones requeridas con el lado DDS.

La especificación divide la información expuesta a las aplicaciones DDS en dos categorías:

• Asignaciones de conjuntos de servicios - proporciona servicios DDS equivalentes a la mayoría de los servicios OPC UA estándar utilizando los mecanismos definidos en la especificación OMG RPC sobre DDS. Estas asignaciones hacen posible que los solicitantes de DDS invoquen servicios, como Leer o escribir para realizar el Servicio OPC UA equivalente operaciones o para invocar el servicio de exploración para navegar por el AddressSpace del servidor.
• Asignación del modelo de suscripción - proporciona aplicaciones DDS con un mapeo simplificado del OPC UA Server . Este mapeo permite a los integradores de sistemas combinar Elementos supervisados ​​ para una o varias suscripciones a temas de DDS, lo que proporciona una forma poderosa de modelar cómo la información es transmitida y consumida por las aplicaciones de DDS.

Para facilitar la labor de los integradores de sistemas, hemos definido una sintaxis XML para configurar el OPC UA a DDS Bridge. El fragmento siguiente muestra un archivo de configuración de puerta de enlace OPC UA / DDS simple.

  
  
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Listado 1:Ejemplo de configuración de puerta de enlace OPC UA / DDS (Puente OPC UA a DDS)

El archivo de configuración está organizado de la siguiente manera:

• Define los tipos de DDS que describen los temas de DDS que se crearán como resultado de las asignaciones especificadas en el archivo de configuración. Estos se pueden utilizar en configuraciones de puerta de enlace OPC UA / DDS, que se pueden implementar en diferentes procesos o máquinas.
• Define una instancia de puerta de enlace que crea una instancia de un puente de OPC UA a DDS (también podría contener un puente de DDS a OPC UA). Por un lado, este puente utiliza una conexión OPC UA (que crea una instancia de un cliente OPC UA para conectarse a un servidor) y un DomainParticipant en el otro lado (que maneja la creación de entidades DDS).
• Configura los conjuntos de servicios que queremos exponer a las aplicaciones DDS (p. ej., el conjunto de servicios de atributos para permitir lecturas o escrituras únicas de información en el AddressSpace del OPC UA Server ).
• Configura un conjunto de entradas OPC UA (es decir, suscripciones a OPC UA MonitoredItems ) y DDS Outputs (Publicación de DDS Temas ). Las entradas y salidas se pueden combinar para que los artículos supervisados ​​ especificado en una entrada se puede asignar a un campo de una o más salidas DDS. Este proceso es manejado por las asignaciones dentro de la sección de Mapeo.

Puente DDS a OPC UA

El puente DDS a OPC UA permite que las aplicaciones cliente OPC UA participen como ciudadanos de primera clase en el espacio de datos global de DDS. Este lado del Gateway también cumple con el resto de los casos de uso que hemos discutido con los usuarios de DDS y OPC UA. Por ejemplo, hace posible que los Clientes OPC UA y las herramientas existentes examinen los Temas e Instancias que las aplicaciones DDS están intercambiando en diferentes Dominios DDS, e incluso configuren suscripciones personalizadas para los miembros de esos Temas. La Figura 3 ilustra este tipo de implementaciones, donde las aplicaciones del Cliente OPC UA acceden, utilizando el Protocolo Binario OPC UA, a la información que las aplicaciones DDS proporcionan utilizando su protocolo de cable DDS-RTPS nativo.

Figura 3:Puente DDS a OPC UA

En pocas palabras, el puente DDS a OPC UA define un modelo de información OPC UA para representar el espacio de datos global de DDS. Es decir, define un conjunto de objetos y nodos variables para representar dominios, temas, instancias y tipos de datos de DDS. Implementamos este modelo de información en un servidor OPC UA integrado en el Gateway. Este servidor proporciona todos los mecanismos estándar para permitir a los clientes navegar por la información en el espacio de datos global de DDS y leer, escribir o suscribirse a la información utilizando el OPC UA Service Set apropiado. .

En la especificación, también hemos definido la sintaxis XML para configurar el puente DDS a OPC UA, que permite a los integradores de sistemas decidir qué partes del DDS Global Data Space están representadas en el AddressSpace del servidor OPC UA y, por tanto, expuestos a los clientes OPC UA. El fragmento siguiente muestra un archivo de configuración de puerta de enlace OPC UA / DDS simple.

  
  
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