OPC: De Windows COM/DCOM a OPC-UA

Origen:

La especificación OPC (OLE for Process Control) surge allá por 1996, en la época de los 90s, donde el uso de sistemas de automatización, fundamentalmente SCADAS para visualización y control basados en Windows proliferó.

En ese momento los fabricantes de interfaces HMI y software SCADAS tenían el problema de tener que escribir su propio driver para conectar con los PLCs, asi que se creó el grupo de trabajo OPC para definir un estándar para acceso a dispositivos (PLCs especialmente) desde sistemas Windows.

La especificación OPC Data Access (OPC-DA) se publica en 1996 y la versión 2 en 1998. Esta especificación se basaba en tecnologías Microsoft Windows COM (Component Object Model) y DCOM (Distributed COM).

Hoy en día OPC es el estándar universalmente aceptado) para intercambiar datos entre sistemas de automatización industrial: SCADA y HMI, gestión de procesos y Sistemas de Control Distribuidos (Distributed Control Systems – DCS) y Sistemas de Ejecución Manufacturera (Manufacturing Execution System – MES).

Tecnología OPC clásico:

OPC usa una arquitectura cliente-servidor:

· Un servidor OPC encapsula la fuente de información de proceso como un dispositivo y hace la información disponible a través de su interfaz.

· Un cliente OPC se conecta al servidor OPC y puede acceder y consumir la información ofrecida.

Como decíamos, las interfaces clásicas de OPC están basadas en la tecnología COM y DCOM de Microsoft. COM y DCOM ofrecen a un cliente un mecanismo transparente para llamar a métodos en un objeto COM en un servidor que se está ejecutando, en el mismo proceso, en otro proceso o en otro nodo de red.

Esta ventaja fue importante para el éxito de OPC pero por el contrario hacía depender a OPC de la plataforma Windows y además DCOM tenía inconvenientes como su complejidad de configuración (Dios, cómo lo recuerdo!!!) o sus timeouts.

Especificaciones OPC clásicas:

Hasta llegar a OPC-UA teníamos:

· Acceso a Datos (OPC-DA): permite leer, escribir y monitorizar variables, se usa paratransmitir datos de tiempo-real de PLCs, y otros dispositivos de control a HMIs y otras pantallas clientes. OPC-DA es el interfaz más importante de OPC, el resto de interfaces OPC se implementan como complemento a OPC-DA.

· Alarmas y Eventos (OPC-A&E): permite recibir notificaciones de eventos y de alarmas.

· Acceso a Datos Históricos (OPC-HDA) permite el acceso a datos ya almacenados. Los archivos históricos se recuperan de manera uniforme, desde un simple sistema de registro de datos serie a un complejo sistema SCADA.

Además de estos teníamos por ejemplo OPC XML-DA, la primera especificación OPC independiente-de-plataforma que reemplazaba COM/DCOM con HTTP/SOAP y tecnologías de Servicio Web (un auténtico suplicio!).

Y por fin OPC-UA:

OPC XML-DA fue el primer intento de la OPC Foundation para mantener las características exitosas de OPC pero utilizar una infraestructura neutra en cuanto a plataforma y fabricante. Entre otras razones, el bajo rendimiento de los Servicios Web XML comparado con la versión original basada en COM y los problemas de interoperabilidad al utilizar capas diferentes de Servicios Web XML, hicieron que no cumplieran con los requisitos de la nueva generación de OPC.

La OPC Unified Architecture (OPC-UA) nace con el objetivo de crear un recambio real para todas las especificaciones basadas en COM sin perder ninguna de sus características ni rendimiento. Además el modelado de datos era muy limitado en el OPC Clásico y necesitaba una mejora ofreciendo un modelo común, orientado a objetos para todos los datos OPC.

Para cumplir los objetivos definidos, OPC-UA se construye en varias capas, donde los componentes fundamentales de OPC-UA son los mecanismos de transporte y el modelo de datos.

· El transporte define diferentes mecanismos optimizados para diversos casos de uso. La primera versión de OPC-UA define un protocolo TCP binario optimizado de alto rendimiento en comunicaciones intranet así como un acceso a estándares de internet aceptados como Servicios Web, XML y HTTP para comunicaciones por internet a través de cortafuegos.

· El modelo de datos define las reglas y bloques constructivos necesarios para exponer un modelo de información con OPC-UA. Define también los puntos de entrada al espacio de direcciones y los tipos básicos utilizados para construir una jerarquía de tipos.

OPC-UA utiliza una arquitectura cliente-servidor similar al que se utiliza en OPC Clásico. Una aplicación que quiera exponer su propia información a otras aplicaciones se llama servidor UA, y una aplicación que quiera consumir información de otras aplicaciones se llama cliente UA. En OPC-UA se espera que vaya a haber muchas más aplicaciones que sean a la vez servidor UA y cliente UA en una misma aplicación que en el OPC Clásico.

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OPC: De Windows COM/DCOM a OPC-UA

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