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OPC UAとPROFINET 将来を保証する組合せ
現場に設置されるデバイスのバージョンや仕様等の情報管理が強く要望されてきています。
これらの情報はメンテナンスプランや資産管理には必須で、詳細な診断機能とも連携できます。
現在の課題は、
どのように現場データをITレベルに転送するか?
どのようにユーザーが効果的に情報を入手するか?
その答えは["PROFINET"用の"OPC UA"コンパニオンスペックV1.0なら可能]となります。
PIとOPCファンデーションはユーザー向けにPROFINETとOPC UA間での相互運用をシンプルに
する為の共同作業をしてきました。OPC UA単独ではデバイス資産管理データ等の実際の運用に
必要なデータ提供ができませんが、現場で3000万台以上もの設置実績を誇るPROFINETなら
時間をかけずに直ぐに対応できます。PROFINETはI&M(Identification
& Maintenance)機能をサポートしています。OPC UAコンパニオンスペックV1.0は、
PROFINETのI&M機能等をどのように統合、シェアするかを規定するものです。
"イーサーネットの切替"をPROFINET上で柔軟に実現。
追加のイーサーネットデバイスを必要な場所でPROFINET上にインストールができるようになります。
既存のソリューションを少ないエンジニアリングで柔軟にイーサーネットデバイスに変更できます。
オープンなPROFINETはOPC UAインターフェースを持つ複雑なセンサーやデバイスを柔軟に追加、
統合ができます。センサーやデバイスの情報、計測値を直接クラウドサービスレベル、または
エッジゲートウエイに送信できます。OPC UAとPROFINETの相互運用は柔軟に将来の拡張を
実現します。
OPC UAとPROFINETコンパニオンスタックの詳細
◆ユーザーフレンドリーなネットワーク◆
ユーザー指向で将来の拡張に対応。既存設備と新技術のスムーズな統合と異なるベンダーデバイス、
ソリューションの相互運用をOPC UAとPROFINETの組合せで実現します。
OPC UAはデータと情報をオブジェクト指向でモデル化できるミドルウエア。
PROFINETとそのプロファイルは必要なデバイス情報を上位に垂直に提供。
確実な相互運用とPROFINETデバイスを統一する為にPNO(PIドイツ)はOPCファンデーションとの
連携で"OPC - PNOワーキンググループ"を立ち上げました。最も重要な作業は既存データのマッピングと
PROFINETのデータをOPC UAの情報モデルに定義することでした。2020年1月にバージョン1.0
を公式にリリースしました。V1.0では設置デバイスの資産管理と診断にフォーカスしています。
PROFINETデバイスの視点での情報をOPC UAにマッピングします。
技術的な視点では装置のデータ生成とプロセスシーケンスが重要ですが、
メンテナンスの視点では使用されるデバイス情報が重要です。エネルギー管理でも様々な情報
が要求されます。
一方でネットワーク仕様は各推進団体で管理されています。
PROFINET視点ではネットワーク上のデバイスとの通信と表示、
ネットワーク視点ではインターフェースとポート、
機能視点ではコントロールループまたはセンサー機能、
これら同じ装置、プラントでの異なる視点はセマンティックにより共通な視点にならなければなりません。
日々のオペレーションに重要なサブモデルとデータの為にコンパニオンスペックのフレームワークで詳細な
ユースケース記述のベースが開発されました。
これまでのOPC UA DIベースでのコンパニオンスペックではデバイスのモデル化で対応していましたが
PROFINETとのコンパニオンスペックでは、多くのPROFINETコントローラとデバイスで構成される
自動化システムを完全にモデル化します。
PROFINETのモデルはコントローラとデバイスのサブモデルで構成されます。コントローラのサブモデルは
PROFINETコントローラでコンフィギュレーションされるモデル、サブモデルのPROFINETの接続(application relation:AR)を含みます。デバイスのサブモデルは実際に存在するPROFINETデバイスのモデルとサブモデルで
構成されます。
情報モデルはPROFINETネットワークの物理的ネットワークトポロジーのマッピングを含みます。
イーサーネットインターフェイス、ポート、ケーブルとともにPROFINETデバイスの実際の配線情報が
OPC UA情報モデルに含まれるのでネットワーク診断に利用できます。OPC UA情報モデルは
OPC UA改定7 "Interface and Add-Ins"を利用します。
仕様書の補足に情報モデル例が記載されています。
コンセプトとして展示会用のモデルが完成しています。コントローラ間のエネルギー管理のマッピング、
位置決めのNOA(ナムア オープン アーキテクチャ)接続等、広範なアプリケーションを
カバーします。オープンなPROFINETはOPC UAインターフェイスを持つ複雑なセンサーやデバイスの
追加を可能にします。少ないエンジニアリング作業でデバイスの計測値等を直接クラウドサービスや
エッジゲートウエイに送信できます。
OPC UAとPROFINETコンパニオンスペックのユースケース
◆信頼の組合せ◆
PROFINETは長年に渡り製造現場の複雑で多種多様な要求を広範囲に対応してきました。
装置の立上げや冗長性の要求にも対応してきました。PROFINETインターフェースを持つ
3000万台以上の設置デバイスがPROFINETの通信で現場要求に対応しています。
OPC UAはPROFINETを完全に補完します。様々なデータのオブジェクト化、モデル化が可能です。
デバイス資産管理と診断用データに適用することによりユーザーに大きな価値を提供します。
PROFINETとOPC UAコンパニオンスペックは先ず、現場デバイスの資産管理と診断用の
スペックをリリースしました。
◆デバイスの資産管理◆
インストールから数年経過すると現場デバイスのハードウエアとソフトウエアのバージョン等の管理が
大変になります。これらデバイス情報が正確に管理されていなければメンテナンスプランも
構築できません。コンパニオンスペックは現場デバイスの資産管理を実現しメンテナンスに貢献します。
◇デバイス資産、情報の識別◇
全PROFINETノード(IOコントローラとIOデバイス)のリスト化
-モジュールとサブモジュール(リアルと予測)
-I&Mと資産(アセット)情報(タグ機能、タグロケーション、バージョン、ベンダー等)
-ネットワークパラメータ
◇資産(アセット)の検出◇
-デバイス交換/サブモジュール
-デバイスのファームウエアアップデート
-物理的なトポロジーの変更
◇資産(アセット)情報の変更◇
-ステーション名, タグ機能
◇デバイス診断◇
フィールドバスからの詳細な情報取得にはインテリジェンスな診断ソリューションが要求されます。
PROFINETとOPC UAのコンパニオンスペックは実用的なソリューションを提供します。
◇PROFINETコネクション(AR)の表示◇
コントローラと実情報(デバイス、モジュール、サブモジュール)間のコンフィギュレーションでの差分を認識し
デバイス診断とネットワーク診断(カウンター、接続デバイスの間違え)を報告します。
◇OPCサーバー◇
下記イラストに相当するOPCサーバーは異なるデバイスにインストールできます。
1: PLC
2: エッジゲートウエイ
3: 現場デバイス
アプリケーションや現場環境により様々なアドバンテージを提供します。
