Сегодня коммуникация между людьми или человеком и машиной является неотъемлемым условием успешного производства. Те, кому доводилось обмениваться личной или рабочей информацией с другими людьми, машинами или посредством передачи от машины к машине, знают, что без идентификации участников коммуникация невозможна. Звучит банально, ведь большинство читателей несколько раз на дню называют свое имя по телефону или авторизуются в компьютерных системах. Это же обычное дело! Тем более важно, чтобы технологию автоматической идентификации, применяемую для идентификации, например, в промышленных или складских логистических процессах, можно было легко и удобно интегрировать в карты процессов.
Каждый производитель стремится к созданию уникальной продукции, минимально связанной или вовсе не связанной с другими технологиями или продукцией других производителей. Это противоречит усилившемуся в последнее время стремлению создать межсистемную добавочную стоимость, когда происходит обмен информацией между системами. Без межсистемного обмена следующий этап автоматизации будет невозможен. Концепция Индустрии 4.0 и Интернета вещей опирается на интероперабельность отдельных систем.
Однако следует отметить, что интероперабельностью — одной из базовых технологий автоматизированного обмена информацией с объектами — до сих пор пренебрегали, в особенности в области автоматической идентификации. По крайней мере, в том, что касается обмена данными между блоками чтения и печати. Например, компьютерная система или ПЛК не сможет связаться с RFID-считывателем производителя Х только потому, что она связана со считывателем производителя Y. Невозможно использовать даже основные функции, такие как распознавание новой авторизации. При смешивании различных технологий автоматической идентификации, например, штрих-кода с RFID-считывателем, ситуация аналогична.
Поскольку интероперабельность едва осуществима даже на этапе интеграции базовых технологий с целью объединения реальных объектов и процессов с компьютерным миром, цель Индустрии 4.0 можно достигнуть только окольными путями. В 2014 году это мотивировало членов союза AIM-D на дальнейшие разработки в области системной интеграции. Основоположниками стали HARTING и Siemens, выступив с идеей интерфейса связи для устройств с автоидентификацией на базе OPC UA. Этим предложением с энтузиазмом воспользовались все члены союза — и вскоре стало ясно, что потребуется спецификация на Унифицированную архитектуру OPC (OPC UA) для устройств с автоидентификацией. Она должна была включать основные функции отдельных технологий автоматической идентификации, такие как RFID, распознавание 2D и 3D кодов, оптическое считывание и распознавание в реальном времени (RTLS). Это позволило бы упростить и ускорить интеграцию технологий автоматической идентификации.
OPC UA
На сегодняшний день OPC UA — одна из самых передовых технологий по созданию сеансового уровня, на который также ссылается спецификация RAMI (Спецификация Индустрии 4.0). С введением стандарта МЭК 62541 в 2009 году протокол связи OPC UA стал де-факто новым стандартом в области автоматизации. Все ведущие производители систем автоматизации перешли на OPC UA.
Благодаря объектно-ориентированному подходу OPC UA не составляет труда сохранить специфические свойства производителя у отдельных устройств без нарушения стандарта.
OPC UA определяет, как проходит коммуникация, но не ее участников. Таким образом OPC UA абсолютно нейтрален в отношении типа устройств и сферы применения. Какие функции и переменные предоставляет устройство, устанавливается только в процессе коммуникации, если не задано заранее. Присутствует возможность запросить полную модель данных участника коммуникации. При этом выявляются не только функции и переменные, но и используемый тип данных (метаданные). Таким образом, даже незнакомых участников коммуникации можно легко интегрировать в инфраструктуру.
Для упрощения такой интеграции модели данных групп устройств или типов применения, характерных для отрасли, задают заранее в так называемых обобщающих спецификациях. Данные спецификации содержат список основных функций, включая описание типа данных отдельных переменных, параметры передачи и возврата.
Преимущество подобной обобщающей спецификации налицо. Чем больше производителей последует данной рекомендации и соответствующим образом модифицирует интерфейсы связи, тем быстрее различные устройства, в том числе различных производителей, можно будет встроить на новые участки. Это экономит время и повышает надежность инвестиций заказчиков.
OPC UA в области автоматической идентификации
После запуска в 2014 году об амбициозной цели союза AIM-D также было объявлено на Ганноверской выставке того же года, а уже в 2015 году была опубликована первая обобщенная спецификация для устройств с автоматической идентификацией. Одновременно началось сотрудничество с OPC Foundation. Рабочая группа, в которую входили известные производители устройств из Германии и Европы, а также научно-исследовательские институты и интеграторы систем, работала эффективно и целенаправленно. Официальный первый релиз «Обобщенной спецификации Унифицированной архитектуры OPC для автоматической идентификации» состоялся на Ганноверской выставке в 2016 году. С этого момента существовал только один перспективный стандарт универсальной коммуникации устройств с автоидентификацией, которому следует все больше производителей различных продуктов.
Широкое признание технологии автоматизации OPC UA, отделившейся от сферы автоматической идентификации, уже сегодня приносит свои плоды. На первые доступные УВЧ RFID-считыватели со встроенным интерфейсом связи OPC UA по Обобщенной спецификации есть целенаправленный спрос. Первые проекты HARTING со считывателями Ha-VIS RF-R310 были запущены еще в 2016 году. Диапазон интеграции широкий, как и ожидалось — от ПЛК-систем до облачной интеграции.
Данные RFID-считывателей HARTING на облаке Microsoft Azure™
Двустороннюю интероперабельность различных периферийных устройств с применением облачной технологии впечатляюще демонстрирует MICROSOFT в своих технологических центрах. OPC UA в качестве устоявшегося и открытого стандарта представлен на демонстрационном стенде с различными компонентами от девяти известных производителей систем автоматизации. HARTING представляет УВЧ RFID-считыватель Ha-VIS RF-R310 со встроенным протоколом OPC UA. В 40 точках по всему миру OPC Foundation в режиме реального времени продемонстрировала коммуникацию различных периферийных приборов с облаком Azure™ от MICROSOFT. Вертикальная связь периферийных приборов также возможна. Вне зависимости от производителя и операционной системы общая связь на базе OPC UA гарантирует простой и удобный обмен данными.
Кроме того, HARTING также предлагает решения, в которых данные RFID-считывателя обрабатываются только в одном ПЛК. В этом случае также допустимо применять OPC UA. Это особенно эффективно, если ПЛК уже перенастроил OPC UA-клиента в соответствии с Обобщенной спецификацией для устройств с автоматической идентификацией. После такой единоразовой модификации можно будет привязать любое устройство с автоидентификацией, связывающееся по данному стандарту, а не только устройство HARTING.
Благодаря открытой модульной платформе MICA, на базе которой выполнен и считыватель Ha-VIS RF-R300, компания HARTING прочно заняла свое место в области обработки данных с датчиков и устройств автоидентификации. OPC UA здесь — всего лишь один из поддерживаемых стандартов связи, но при этом один из самых перспективных для области автоматизации.
