Introdução a comunicação OPC

A criação do Padrão OPC permitiu que a aquisição de informações se tornasse mais ágil e menos burocrática. Através de uma interface de comunicação unificada a partir do sistema operacional Windows, o processamento de dados industriais se tornou muito mais confiável e menos complicado. Como é de se imaginar, a tecnologia OPC Classic só funciona em sistema Windows, já que foi criada pra isso.

O OPC DA é um padrão de comunicação que cria grupos Cliente-Servidor.

Dessa maneira, equipamentos de aquisição de dados, como CLPs, conseguem estabelecer uma comunicação contínua em tempo real de dados.

Esses dados podem ser lidos, escritos e monitorados enquanto os processos estão ocorrendo.

A partir disso, interfaces do tipo IHM, SCADA, MES mantêm a comunicação de suas especificações dentro do servidor criado.

Os dados que transitam no OPC DA são dados de valores, tempo e informação de qualidade.

Já a leitura desses dados pode ser feita de duas maneiras: síncrona e assíncrona.

Ambas ocorrem em tempo real, em um Grupo criado pelo Cliente para se conectar ao servidor.

Desde sua criação em 1996, várias outras especificações e atualizações foram criadas para o OPC DA. Primeiramente, o OPC Classic havia apenas uma especificação. Conforme era revisado, a adequação para as especificações também começaram a ser necessárias para que houvesse compatibilidade entre as versões e OPC Clientes.

A maior vantagem que se tem através do OPC DA é a de não precisar instalar vários softwares de fornecedores diferentes para cada parâmetro que se quer monitorar.

Visando a integração entre diversos dispositivos em uma indústria de forma segura, foi criado em 1995 o protocolo OPC (Ole for Process Control).

Mais tarde, em 1999, uma especificação direcionada a disciplinar a comunicação de dados de alarmes e eventos foi lançada, o OPC A&E.

Os alarmes e eventos ocorrem de forma aleatória, ou seja, não podemos prevê-los. Dado esta característica, não seria eficiente ter um protocolo onde o cliente necessita realizar requisições para a leitura do estado de um determinado alarme ou evento. Além disso, o alarme/evento possui uma série de informações que só fazem sentido em conjunto, como por exemplo o instante que ocorreu, sua prioridade, mensagem descritiva, dentre outras.

O OPC A&E é um protocolo baseado na arquitetura cliente/servidor que utiliza como base a tecnologia COM/DCOM da Microsoft. O COM/DCOM é uma das primeiras implementações para o que ficou conhecido como “chamada remota de procedimentos” (RPC). Assim, a comunicação, nesse caso, ocorre pela chamada de procedimentos que estão em outros processos e até sistemas operacionais distintos. Ou seja, o OPC A&E nada mais é do que uma padronização das funções dos objetos COM

De acordo com o protocolo OPC A&E, os eventos são divididos em três categorias:

✓Simples (Simple)

✓Rastreamento (Tracking)

✓Condição (Condition)

Este último é o que conhecemos como ‘alarmes’.

Cada categoria, possui um conjunto específico de informações que são fornecidas e padronizadas pelo OPC A&E.

Vamos aprender agora sobre o OPC HDA (Historical Data Access), um protocolo de acesso a dados históricos que conecta todas as informações para facilitar o nosso trabalho.

Há apenas uma especificação do OPC HDA.

Ela facilita o desenvolvimento de servidores OPC para acessar os dados históricos em diversas linguagens de programação.

Também, pode ser integrada ao OPC DA e armazenar informações de maneira padronizada.

Vamos ver na prática como é a troca de dados entre um cliente e um servidor do OPC Classic DA usando os softwares de simulação da IONICS.

Aproveite e faça o download do software para que você possa praticar ai na sua casa.

Vamos continuar usando o simulador da IONICS nessa aula para que possamos ver como funciona o OPC A&E para verificar eventos e alarmes.

Nessa aula vamos começar a colocar sistemas reais que vamos encontrar na Indústria, aqui você verá como configurar um sistema de CLPs da Rockwell Automation como um servidor em uma comunicação OPC DA, e vamos usar nosso simulador como Client para acessar os dados do Rockwell.

Continuando nosso estudos, agora vamos utilizar o software TIA Portal da SIEMENS para criar com o WinCC um pequeno sistema supervisório, que vai atuar como um Client na comunicação OPC DA.

Ele vai acessar os dados de um Server que será criado com outro software de simulação, mas agora da aggsoft.

Aproveite e faça o download desse software para que você possa treinar também.

Nessa aula vamos fazer uma prática utilizando o servidor OPC DA da plataforma Codesys e como client DA vamos utilizar o software Matrikon. O MatrikonOPC Explorer é um cliente OPC gratuito repleto de funcionalidades para testar e solucionar problemas de servidores OPC e conexões OPC.

Vamos para mais uma prática agora utilizando novamente o servidor OPC DA da plataforma Codesys e como client opc DA vamos utilizar o software WinCC.

Para fechar as práticas de OPC DA vamos utilizar o software da ICONICS como server e o Matrikon como client.

​Por que devemos estudar OPC Classic (DA) se já existe o OPC UA?

Bem para responder a essa pergunta devemos considerar que existem ainda muitos sistemas legados rodando em muitas fábricas que não suportam o padrão OPC UA, sendo assim para que possamos interagir com esses sistemas é importante que conheçamos o padrão OPC Classic.

Nessa aula farei uma demostração de comunicação de um servidor OPC DA criado com o software SimaticNET da SIEMENS e um cliente OPC DA iFIX da GE Digital.

A versão do iFIX que vou utilizar para essa prática é a versão 5.5, que é uma versão mais antiga e que é muito utilizada até os dias de hoje.

O COM (Component Object Model) é uma arquitetura desenvolvida pela Microsoft que permite que diferentes aplicações e sistemas interajam de forma integrada. Com ele, é possível criar e distribuir objetos e componentes personalizáveis, que podem ser acessados por diferentes linguagens de programação dentro de um mesmo sistema.

Os objetos COM podem ser implementados por meio de aplicações DLL (in-process, quando executados dentro da mesma aplicação) ou EXE (out-of-process, quando executados em aplicações separadas que precisam se comunicar).

Entretanto, quando a comunicação precisa ocorrer entre máquinas diferentes, surge a necessidade de uma interface que distribua e gerencie essa interação de forma eficiente. É aí que entra o DCOM.

O DCOM (Distributed Component Object Model) é uma extensão do COM criada para possibilitar a comunicação de objetos entre computadores diferentes através de uma rede. Quando configurado corretamente, o DCOM permite que componentes COM interajam entre si sem a necessidade de um serviço intermediário, independentemente do sistema operacional em uso.

Por se tratar de uma arquitetura distribuída, é necessário configurar cuidadosamente as permissões de acesso remoto para que a comunicação entre máquinas funcione corretamente, utilizando os protocolos de rede adequados.

Nesta aula, você aprenderá, passo a passo, como configurar as permissões DCOM do seu sistema operacional para viabilizar a comunicação via OPC DA. Vamos ajustar as configurações de segurança e rede para garantir que os clientes OPC DA possam acessar remotamente os servidores OPC DA de forma segura e eficaz.

Nessa aula vamos iniciar no mundo do OPC UA o padrão OPC da nova geração.

Vamos aprender como funciona o padrão OPC UA

Pequena descrição de como ocorre a descoberta de serviço e iniciação de sessão no OPC UA

Nessa aula vamos descrever os formatos de mensagem do OPC UA, o Binário e o XML.

Aqui vamos estudar sobre os dois protocolos de transporte utilizados pelo OPC UA

Vamos aprender um pouco sobre como funciona a segurança no padrão OPC UA

Nessa aula vamos conversar sobre como é realizado o envio de mensagens no OPC UA

Vamos conhecer nessa aula os tipos de leitura de dados e os mecanismos de comunicação do nosso OPC UA

Nessa aula vamos tratar da modelagem de um dispositivo do OPC UA

Com a criação do OPC UA foram definidas novas especificações e nessa aula vamos conhece-las.

Vamos finalizar nossa parte teórica falando um pouco das boas razões para se usar o OPC UA

Vamos iniciar nossos estudos criando uma comunicação entre um servidor OPC UA e um cliente OPC UA.

O Server vai ser criado com o software Simatic.NET no meu PC gerando uma estação PC que será nosso servidor OPC e ela vai coletar os dados de um CLP e disponibilizar para o Cliente OPC UA que será o software OPC Scout que também pertence ao Simatic.NET.

Nessa aula vamos começar a ver o diferencial do OPC UA, aqui vamos configurar um CLP como um OPC Server.

Esse link abaixo você pode fazer o download do software que será usado como cliente OPC UA nessa aula, ele tem versões para Windows, Linux e até Android.

Nessa aula vamos ver como usar o OPC UA em várias plataformas: Windows, Linux e Android!

Nesta aula vamos aprender como transformar um sistema Scada desenvolvido na plataforma WinCC RT Advanced em um servidor OPC UA.

Nesse artigo eu vou apresentar para vocês um dos softwares mais usados no mundo como servidor OPC UA e DA para integração.

Nessa aula vamos iniciar as práticas com o servidor OPC KeepServerEX integrando nele um clp S71211c do fabricante Siemens.

Nessa aula vamos dar continuidade a nossos estudos com o servidor OPC KeepServerEX integrando agora nele um clp Micrologix 1100 do fabricante Rockwell Automation

Nessa aula vamos aprender como podemos usar o servidor OPC KeepServerEX para integrar os dois CLPs que instalamos nas duas aulas passadas.

O nosso servidor OPC KeepServerEX tambem pode configurar nossos alarmes e eventos do OPC A&E, nessa aula vamos aprender a configura-lo.

Dando continuidade a os nosso estudo vamos aprender como podemos configurar nosso Servidor OPC KeepServerEX para ser acessado remotamente por um OPC client.

Nessa aula vamos ver mais uma aplicação com nosso servidor OPC KeepServerEX.

Dessa vez vamos habilitar uma conexão do tipo DDE Client no KeepServerEX para acessarmos uma planilha do Microsoft Excel e com isso vamos coletar os dados dos nossos CLPs S71211c e Micrologix 1100 via OPC e coloca-los na nossa planilha Excel.

Vamos agora aprender como podemos realizar a configuração da plataforma Node Red como um OPC Client e com isso acessar os dados do nosso CLP S7 1211c que esta configurado como OPC Server.

Nosso Node Red vai estar rodando em um servidor em nossa rede local.

Artigo bem bacana da Exor sobre o OPC UA Pub-Sub... Vale a pena a leitura.

Em contraste com a leitura permanente de informações (polling), o OPC UA oferece uma funcionalidade mais elegante, a chamada Subscription (Assinatura). Um cliente UA pode se inscrever em uma seleção de nós de interesse e deixar o servidor monitorar esses itens. Somente em caso de alterações, por exemplo, em seus valores, o servidor notifica o cliente sobre tais alterações. Esse mecanismo reduz imensamente a quantidade de dados transferidos. Além da redução da largura de banda, este mecanismo apresenta outras vantagens e é o mecanismo recomendado para “ler” as informações de um Servidor OPC UA.

Nesse artigo bem bacana da Unified Automation você vai ver como usar o Wireshark para analisar mensagens com OPC UA.

Nessa aula vamos ver na prática como ocorre o estabelecimento de conexão entre um Cliente e um Servidor OPC UA por meio de certificados e login de usuário e senha.

Vamos ver passo a passo dessa comunicação segura.

Nessa aula vamos aprender mais uma forma de como podemos inserir CLPs e demais dispositivos da Rockwell Automation em uma rede OPC UA.

Para isso vamos trabalhar com o FactoryTalk® Linx ™ Gateway.

O FactoryTalk Linx Gateway adiciona uma interface de servidor Classic OPC DA e OPC UA para fornecer informações coletadas pelo FactoryTalk Linx do Logix5000 ™ e outros controladores Allen-Bradley® para clientes OPC externos, permitindo que software de terceiros coexista com o FactoryTalk Software ®.

Nessa aula vamos conhecer um pouco do Servidor Prosys OPC UA Modbus que é um aplicativo que se conecta a dispositivos Modbus e converte a comunicação Modbus em comunicação OPC UA. ​

• Ele pode ser usado para fornecer dados de sensores em tempo real, dispositivo e dados do sistema de automação de diferentes dispositivos Modbus para aplicativos cliente OPC UA - ou vice-versa - de forma genérica. ​

• A segurança da informação vem integrada com as comunicações OPC UA, tornando o Prosys OPC UA Modbus Server um gateway seguro para todos os seus dispositivos Modbus existentes.​

A B&R disponibiliza o recurso para comunicação OPC UA Client e Server em toda sua linha de controladores. Nessa aula vamos aprender na prática como habilitar um controlador B&R como OPC UA Server, para que assim possamos disponibilizar dados do controlador para Clients OPC UA.

​Você sabia que os controladores B&R possuem capacidade de atuar como um OPC UA Client e assim acessar dados de outros equipamentos OPC UA Servers? Nessa aula vou demostrar como um Power Panel da B&R pode ser configurado como OPC UA Client e acessar dados de dois CLPs SIEMENS que vão atuar como OPC UA Servers...

Na aula de hoje vamos aprender como inserir os PACs da linha Modicon da Schneider Electric na comunicação OPC UA.

Estaremos trabalhando com o software EcoStruxure OPC UA Server Expert.

O EcoStruxure OPC UA Server Expert é uma plataforma de comunicação de última geração que vincula CLPs e dispositivos conectados da Schneider Electric a sistemas de informações corporativas e à Internet Industrial das Coisas (IIoT) por meio do serviço Open Platform Communications - Unified Architecture (OPC UA) da Fundação OPC - padrão de arquitetura orientada.

Agora que já iniciamos o trabalho com o EcoStruxure OPC UA Server Expert da Schneider, vamos aprender a configurar comunicação segura via OPC UA, gerenciado a troca de certificados entre o cliente e o servidor OPC.

Seguindo com nosso estudo de comunicações seguras via OPC UA, vamos agora aprender como gerenciar os certificados na plataforma da Siemens, afim de estabelecer um canal de comunicação seguro entre o cliente e o servidor OPC UA.

Ainda tratando do tema de comunicações seguras via OPC UA, vamos tratar nesta aula da comunicação segura para dispositivos do fabricante B&R.

Muito obrigado pela sua participação no treinamento.

Te desejo muito sucesso em sua jornada profissional, e quero que saiba que pode contar comigo para o que precisar.