RTI anuncia la adopción por OMG del estándar Gateway OPC UA/DDS

Integrar diversas soluciones y estándares de conectividad sigue siendo un obstáculo principal para diseñadores e integradores de sistemas que construyen ecosistemas IIoT industriales complejos.

RTI ha estado impulsando la revolución IIoT industrial creando gateways de conectividad estandarizados que permiten a sistemas DDS interoperar sin problemas con otros marcos centrales. Este año presentamos un Gateway estándar OPC UA/DDS —un puente entre dos de los protocolos de comunicación más prominentes de la industria— y nos complace anunciar su reciente adopción por el Object Management Group (OMG).

Especificación Gateway OPC UA/DDS

En una iniciativa conjunta entre el OMG y la OPC Foundation, la colaboración en estándares de conectividad DDS y OPC UA se anunció el año pasado. Tras esto, el OMG emitió un RFP para un Gateway estándar OPC UA/DDS que permitiera interoperabilidad transparente entre aplicaciones DDS y OPC UA. RTI respondió con una propuesta integral de 140 páginas, incorporando retroalimentación de usuarios y proveedores de DDS y OPC UA, que recibió aprobación en la Reunión Técnica de OMG de marzo. Este artículo ofrece una visión concisa de la especificación y muestra los prototipos que construimos para validarla.

Visión general de la especificación

La especificación Gateway OPC UA/DDS tiene como objetivo permitir que aplicaciones DDS y OPC UA interoperen sin problemas usando los mecanismos nativos de cada marco. Aborda dos desafíos centrales:

• Construir un Puente OPC UA a DDS que permita a aplicaciones DDS operar dentro del AddressSpace de un Servidor OPC UA usando capacidades publish-subscribe y RPC de DDS.
• Construir un Puente DDS a OPC UA que permita a aplicaciones Cliente OPC UA actuar como ciudadanos de primera clase en el Espacio Global de Datos DDS a través de servicios estándar OPC UA.

Figura 1: Concepto Gateway OPC UA/DDS

Puente OPC UA a DDS

El Puente OPC UA a DDS permite a aplicaciones DDS leer, escribir y suscribirse a datos dentro del AddressSpace de un Servidor OPC UA. Esta funcionalidad es crítica para integrar dispositivos habilitados para OPC UA en sistemas que requieren la escalabilidad y características QoS de DDS. La Figura 2 ilustra un despliegue típico donde aplicaciones DDS se suscriben vía el protocolo DDS-RTPS a información de Servidores OPC UA usando el Protocolo Binario OPC UA.

Figura 2: Puente OPC UA a DDS

La operación del puente es directa: en el lado OPC UA crea un cliente que se conecta a un servidor y realiza servicios estándar OPC UA como Read, Write y gestión de suscripciones. En el lado DDS, instancia un conjunto de DataReaders y DataWriters para interactuar con tópicos DDS.

La especificación divide los datos expuestos a DDS en dos categorías:

• Mapeos de Conjunto de Servicios — Servicios DDS que emulan la mayoría de servicios OPC UA usando la especificación OMG RPC over DDS, permitiendo a solicitantes DDS invocar operaciones como Read, Write y Browse.
• Mapeo de Modelo de Suscripción — un mapeo simplificado del Servidor OPC UA que permite a integradores combinar múltiples MonitoredItems en tópicos DDS, ofreciendo un potente enfoque de modelado para consumidores DDS.

Para simplificar la configuración, definimos un esquema XML. A continuación, un ejemplo conciso de un archivo de configuración Gateway OPC UA/DDS para un Puente OPC UA a DDS.

<dds> <types> <struct>...</struct> </types> <ddsopcua_gateway name="MyGateway"> <opcua_connection>...</opcua_connection> <domain_participant>...</domain_participant> <opcua_to_dds_bridge> <service_set>...</service_set> <subscription> <opcua_input>...</opcua_input> <dds_output>...</dds_output> <dds_output>...</dds_output> <dds_output>...</dds_output> <mapping>...</mapping> </subscription> </opcua_to_dds_bridge> </ddsopcua_gateway> </dds>

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

El archivo de configuración se estructura de la siguiente manera:

• Define tipos de datos DDS que describen los tópicos creados por los mapeos.
• Declara una instancia de gateway que instancia un Puente OPC UA a DDS, incluyendo una conexión de cliente OPC UA y un DomainParticipant DDS.
• Configura los conjuntos de servicios expuestos a aplicaciones DDS, como el Attribute Service Set para lecturas o escrituras puntuales.
• Especifica entradas OPC UA (suscripciones a MonitoredItems) y salidas DDS (publicaciones de tópicos), con asignaciones de mapeo que vinculan entradas a campos de salida.

Puente DDS a OPC UA

El Puente DDS a OPC UA permite a aplicaciones Cliente OPC UA participar plenamente en el Espacio Global de Datos DDS. Esta funcionalidad permite a clientes y herramientas OPC UA existentes navegar tópicos DDS, instancias y tipos de datos a través de múltiples dominios DDS, y crear suscripciones personalizadas. La Figura 3 demuestra un despliegue donde Clientes OPC UA usan el Protocolo Binario para acceder a información proporcionada por aplicaciones DDS vía el protocolo nativo DDS-RTPS.

Figura 3: Puente DDS a OPC UA

En esencia, el Puente DDS a OPC UA modela el Espacio Global de Datos DDS dentro del address space de un Servidor OPC UA. Define Objetos y Nodos Variable para dominios DDS, tópicos, instancias y tipos de datos, y los expone vía servicios estándar OPC UA. Un esquema de configuración XML permite a integradores elegir qué partes del espacio DDS se representan en el address space OPC UA.

<dds> <types> <struct>...</struct> </types> <ddsopcua_gateway name="MyOtherGateway"> <opcua_server>...</opcua_server> <domain_participant>...</domain_participant> <domain_participant>...</domain_participant> <dds_to_opcua_bridge> <domain> <topic_group>...</topic_group> <topic>...</topic> </domain> <domain> <topic_group>...</topic_group> </domain> </dds_to_opcua_bridge> </ddsopcua_gateway> </dds>

Listado 2: Ejemplo de configuración Gateway OPC UA/DDS (Puente DDS a OPC UA)

El archivo de configuración se organiza de la siguiente manera:

• Define los tipos de datos DDS instanciados por el gateway.
• Declara una instancia de gateway que instancia un Puente DDS a OPC UA, incluyendo un Servidor OPC UA y múltiples DomainParticipants DDS.
• Selecciona dominios DDS a representar en el address space OPC UA.
• Especifica tópicos DDS —explícitamente o vía Grupos de Tópicos que usan expresiones regulares sobre nombre de tópico, tipo, etc.

Prototipos y Demos

Para validar la especificación y recopilar retroalimentación de la comunidad, desarrollamos una serie de prototipos y demos presentados en eventos importantes. El año pasado, mostramos nuestro primer prototipo en Embedded World y Hannover Messe, construido sobre RTI Routing Service, una plataforma líder para conectar tecnologías de conectividad. Este prototipo se centró en mapear el modelo de suscripción OPC UA a DDS y en proporcionar mecanismos de configuración para simplificar la integración.

Este año, demostraremos el lado inverso del gateway en Hannover Messe, con un prototipo ligero que expone el Espacio Global de Datos DDS a través de un Servidor OPC UA embebido. Los asistentes pueden observar cómo un cliente OPC UA genérico puede suscribirse a datos DDS usando servicios nativos OPC UA.

Si planea asistir a Hannover Messe, visítenos en el pabellón IIC (Hall 8 #C24) para una demo en vivo. Si no puede asistir, publicaremos más detalles pronto —¡esté atento!

Gateway OPC UA/DDS como Gateway de Conectividad Central

El Gateway OPC UA/DDS es un componente fundamental de la revolución IIoT industrial. El Marco de Conectividad Industrial de Internet (IICF) del IIC identifica estándares de conectividad centrales —DDS, OPC UA, HTTP/Web Services y oneM2M— para agilizar la integración a través de dominios funcionales. La plantilla de evaluación del IICF evalúa soluciones en criterios de negocio, uso, funcionalidad e implementación. Los gateways de conectividad centrales, como define el IICF, preservan la sintaxis de datos para asegurar interoperabilidad transparente entre dominios.

Figura 4: Un gateway de conectividad estándar permite interoperabilidad entre dominios.

RTI está profundamente comprometido con el desarrollo de gateways de conectividad estándar. En RTI Connext DDS 5.3.

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