跨域智造再升級
IT/OT 虛實快速整合

加速建置工業物聯網 泓格UA系列無縫整合IT&OT

  OPC Unified Architecture 簡稱OPC UA,是OPC Foundation在2008年釋出的工業自動化通訊標準技術。目的在整合原先發表的 OPC DA、HA、AE 等技術標準,完整呈現即時的資料讀寫、歷史資料的訪問以及事件與警告的發佈等功能。
透過可靠的跨平台架構設計讓OPC UA擺脫了過往OPC DA等對Windows 平台的依賴,讓OPC產品從微控制器到IT機房等各式環境皆可佈署,完善了 OPC 資料與事件的傳輸與互通性。另外,在安全性也提供了Server與Client 之間使用者的帳號驗證與權限審核機制,保障了服務的隱匿性與訊息傳送的私密性。

OPC UA技術優勢

  OPC的誕生是為了在自動化設備的硬體製造商及提供軟體服務的開發商之間扮演一個中介者角色,透過標準的OPC介面讓設備與軟體溝通使廠商可以專注自身的專業技術而不用再煩惱硬體與軟體資料傳遞間協議的支援問題,而最新的OPC UA技術所具備以下幾點優勢,更提高使用者的選擇性。

傳統方案

系統要與設備進行通訊,必須了解設備的IP Address/Slave ID,不同產品、設備,都會有自己的位址表,有了設備的位址表,才有辦法讀取或控制自己想要的內容。維護、管理困難度高,未來系統不易擴充。

泓格UA解決方案

透過 OPC UA作為中間層的橋樑,可以讓上層連線數量降低,同時減輕網路負載,並簡化連線配置,使整體維護更加容易。
 


● 保障與傳統的OPC服務產品結合

UA的資料模式可向下相容傳統OPC,透過Wrapper方法可將UA程式封裝在微軟的COM技術中。因而早期使用者可先不用升級現有的傳統OPC程式,即可藉由Wrapper轉換與新增的OPC UA服務銜接。

● 打破傳統OPC限制

功能對等:所有的COM OPC經典規格反映在UA上。
平台的獨立性:從嵌入式控制器到基於雲端的機房架構皆可放置。
安全性:使用者與服務之間的加密,認證和審核。
擴展性:能夠在不影響現有的應用程序添加新功能。
全面的資訊建模:可用於定義複雜的資訊模型。

● 可靠性設計

在訊息傳輸上保證了資料抵達的時序性與內容校驗,可穩固後方決策或紀錄軟體對於數據資料的正確性,更進一步對工業上生產製造,或者是其他無法長時間停止的服務系統搭配OPC UA的備援模式,對這些系統提供即時或短暫時間就可復工的冗餘支援,讓不能接受系統中斷的使用者,給予一個好的解決方案。

● 技術組織合作

OPC Foundation與多個技術組織合作,將各技術的資料模型納入OPC UA中做到彼此技術的互通性,加深工業自動化、生產製造、ERP與銷售企業應用、大樓自動化、安全和智慧電網等業界的影響範圍。例如現場設備的FDT Group、Fieldbus Foundation、HART Communication Foundation、PROFIBUS & PROFINET International、大樓自動化的BACnet Interest Group以及國際自動化協會的ISA95等。

UA-5231/UA-2241為泓格科技所開發第一款具備OPC UA Server與MQTT 服務功能及其他通訊協議的資料集成控制器產品,RISC-based CPU 架構帶來的體積小及低耗電優點,讓 UA-5231 可以適用於各式現場環境,運用 OPC UA 可幫助使用者整合泓格科技的I/O產品及第三方設備的數據資料導入到後端圖控、雲端系統或其他決策、紀錄系統,符合工業自動化對系統的可靠、互通及安全性需求,滿足未來智慧連網的趨勢。

UA系列產品特色

● IT/OT通訊協議整合

支援OPC UA工業自動化通訊標準,連接OT到IT,整合設備資訊連上雲端,達到跨平台遠端監控。
支援MQTT物聯網主動式傳輸技術,藉由MQTT通訊讓IoT裝置與OPC UA系統互通,讓UA-5231進行資料蒐集與管理,亦可將 UA-5231 底下管理的其他協議的設備數據進行轉換發佈到物聯網系統。UA系列MQTT Broker符合MQTT v3.1.1版協議,提供MQTT訊息傳送派發管理,讓使用者在使用MQTT 通訊時,可以不用額外建置Broker系統。
支援Modbus及EtherNet/IP通訊協議,連接泓格Modbus TCP/RTU/ASCII、EtherNet/IP遠端I/O模組及第三方Modbus裝置。

1. Modbus I/O與OPC UA Client轉換
2. Modbus I/O與MQTT轉換
3. MQTT與MQTT轉換
 
4. MQTT與上層OPC UA Client轉換

● 事件/警報即時通知

UA運用IFTTT雲端平台自動連結功能,當發生特殊事件時,發出訊息通知到指定的Line, Facebook, Twitter, Gmail,微博…等常用社群或軟體,快速以APP行動訊息通知用戶。可設定裝置的I/O變化為事件條件觸發至IFTTT雲端服務,IFTTT的邏輯控制(If this, then that)會立刻發送訊息至設定的Web服務中(500多種),讓個人或群組即時得知UA的I/O事件,快速做出反應與處理。

● 數據安全傳輸

IEC 62541標準OPC UA Server OPC Foundation認證通過的 OPC UA Server,支援帳號密碼加密、X509憑證驗證及OPC UA安全性政策(包括:None, Basic128Rsa15, Basic256 Mode: Sign, Sign & Encrypt),協助使者整合現場設備儀器等產品主動將數據內容上傳所需的應用系統,而不用煩惱平台支援問題。

● 提供 Function Wizard 專案精靈導引功能

UA 的 Web UI 提供精靈式專案導引步驟框,一步步導引用戶建置專案與功能的流程,完成步驟即可完成功能與專案,並上傳與執行。集合二十餘種通訊轉換、Azure 連線、本地資料紀錄、遠端資料庫、功能設定、PID 運算、事件訊息發送 (Line, Facebook, Twitter) 等功能的引導流程,讓使用者透過功能精靈一步步將所需專案建置出來,即使新手亦可快速完成建置。

● 升級用戶既有設備連接物聯網

PID運算功能可組合Remote I/O 設備模擬PID 控制系統,提供使用者在現場所需的運算控制方案。 Modbus TCP/RTU Master模組透過控制器上的RS485/RS23及Ethernet通訊埠,連接各類標準的Modbus TCP/RTU Slave設備,使建置系統時得到的擴充性及彈性,滿足應用案場多樣化的需求。

工廠自動化方案

  工業智慧自動控制領域中,使用UA控制器取得產線的安全資訊及逆變器的溫度、電壓、電流狀態等資訊,傳輸到現場SCADA圖控,進行實時的廠間管理。並使用4G網路將製程機台的工作狀態、溫度、產量記數、生產參數、用電量等資訊透過MQTT協議給企業雲端的ERP系統做整合,以利管理統合全球工廠的生產資訊。透過IFTTT平台,可傳送通知訊息至管理者的手機APP,即時掌握資訊。搭配WISEI/O模組,其邏輯控制功能,更可在異常發生時,現場自動安全處理或啟動警報器等,以確保安全。

工廠設備 MES 系統物聯網應用

  客戶主要需求 OPC UA Service,因為工廠主控使用 MES 系統,系統對下的介面多用 OPC UA Client 通訊方式, 採用泓格 UA 系列可完美整合系統與工廠機器設備。現今工廠管理系統解決方案基本多以 MES 為主,泓格科 技 UA 系列在工業物聯網解決方案中為最佳整合通訊服務器。

 隨著工業化4.0的趨勢到來,智慧工廠要能即時反應及自動化生產。但這需要有能夠整合各樣實體或虛擬化能力而泓格的UA-5231正可幫助客戶做到這點。UA-5231是一個用途廣泛的中介控制系統,對下可集成各式感控、現場設備及物連網應用,對上可接合工程管理、生產製造及企業應用等各式系統,通過 UA-5231 可以讓工廠及企業實現。

1. 垂直集成和網路化的上下游系統
2. 讓工程現場數據集成在後端產生價值
3. 幫助各子系統橫向連接

● 具備 OPC UA Server 服務功能
● 具備 MQTT Client 服務功能
● 內含 MQTT Broker
● ARM CPU, 1.0 GHz
● 512 MB RAM 與 512 MB Flash
● Linux kernel 3.2.14 OS
● Real-Time 即時功能
● 支援 近端資料紀錄 / 遠端資料庫 功能
● 支援 IFTTT 邏輯控制 APP 通知功能
● 支援 PID 邏輯控制功能
● 10/100/1000 Mbit/s Ethernet 通訊埠
● 4 個序列通訊埠 (RS-232/RS-485)
● 工作溫度: -25 ~ +75°C