RTI анонсирует принятие OMG стандарта шлюза OPC UA/DDS

Интеграция разнородных решений и стандартов связности остается главной преградой для системных проектировщиков и интеграторов, строящих сложные экосистемы Industrial IoT.

RTI ведет индустриальную революцию IoT, создавая стандартизированные шлюзы связности, позволяющие DDS-системам бесшовно интероперировать с другими ключевыми фреймворками. В этом году мы представили стандартный шлюз OPC UA/DDS — мост между двумя наиболее заметными протоколами связи индустрии — и рады анонсировать его недавнее принятие Object Management Group (OMG).

Спецификация шлюза OPC UA/DDS

В совместной инициативе между OMG и OPC Foundation сотрудничество по стандартам связности DDS и OPC UA было анонсировано в прошлом году. После этого OMG выпустил RFP для стандартного шлюза OPC UA/DDS для обеспечения прозрачной интероперабельности между DDS и OPC UA приложениями. RTI ответил с комплексным 140-страничным предложением, включающим обратную связь от пользователей и вендоров DDS и OPC UA, которое получило одобрение на техническом собрании OMG в марте. Эта статья предлагает краткий обзор спецификации и демонстрирует прототипы, построенные для её валидации.

Обзор спецификации

Спецификация шлюза OPC UA/DDS направлена на обеспечение интероперабельности DDS и OPC UA приложений с использованием нативных механизмов каждого фреймворка. Она адресует две ключевые задачи:

• Построение моста OPC UA к DDS, позволяющего DDS-приложениям оперировать в AddressSpace OPC UA Server с использованием возможностей DDS publish-subscribe и RPC.
• Построение моста DDS к OPC UA, позволяющего OPC UA Client приложениям действовать как полноправные граждане в DDS Global Data Space через стандартные OPC UA сервисы.

Рисунок 1: Концепция шлюза OPC UA/DDS

Мост OPC UA к DDS

Мост OPC UA к DDS позволяет DDS-приложениям читать, писать и подписываться на данные в AddressSpace OPC UA Server. Эта функциональность критична для интеграции OPC UA-устройств в системы, требующие масштабируемости и QoS-функций DDS. Рисунок 2 иллюстрирует типичное развертывание, где DDS-приложения подписываются через DDS-RTPS протокол на информацию от OPC UA Server, использующего OPC UA Binary Protocol.

Рисунок 2: Мост OPC UA к DDS

Операция моста проста: на стороне OPC UA он создает клиента, подключающегося к серверу и выполняющего стандартные OPC UA сервисы такие как Read, Write и управление подписками. На стороне DDS он инстанцирует набор DataReaders и DataWriters для взаимодействия с DDS топиками.

Спецификация разделяет данные, экспонируемые DDS, на две категории:

• Service Set Mappings — DDS-сервисы, эмулирующие большинство OPC UA сервисов с использованием спецификации OMG RPC over DDS, позволяющие DDS-запрашивающим вызывать операции как Read, Write и Browse.
• Subscription Model Mapping — упрощенное отображение OPC UA Server, позволяющее интеграторам комбинировать множественные MonitoredItems в DDS топики, предлагая мощный подход к моделированию для DDS-потребителей.

Для упрощения конфигурации мы определили XML-схему. Ниже — лаконичный пример конфигурационного файла шлюза OPC UA/DDS для моста OPC UA к DDS.

<dds> <types> <struct>...</struct> </types> <ddsopcua_gateway name="MyGateway"> <opcua_connection>...</opcua_connection> <domain_participant>...</domain_participant> <opcua_to_dds_bridge> <service_set>...</service_set> <subscription> <opcua_input>...</opcua_input> <dds_output>...</dds_output> <dds_output>...</dds_output> <dds_output>...</dds_output> <mapping>...</mapping> </subscription> </opcua_to_dds_bridge> </ddsopcua_gateway> </dds>

Листинг 1: Пример конфигурации шлюза OPC UA/DDS (Мост OPC UA к DDS)

Файл конфигурации структурирован так:

• Определяет DDS типы данных, описывающие топики, созданные маппингами.
• Декларирует инстанс шлюза, инстанцирующий мост OPC UA к DDS, включая OPC UA клиентское соединение и DDS DomainParticipant.
• Конфигурирует сервис-сеты, экспонируемые DDS-приложениям, такие как Attribute Service Set для одноразовых чтений или записей.
• Задает OPC UA входы (подписки на MonitoredItems) и DDS выходы (публикации топиков), с mapping назначениями, связывающими входы с выходными полями.

Мост DDS к OPC UA

Мост DDS к OPC UA позволяет OPC UA Client приложениям полноценно участвовать в DDS Global Data Space. Эта функциональность позволяет существующим OPC UA клиентам и инструментам браузить DDS топики, инстансы и типы данных через множественные DDS домены, и создавать адаптированные подписки. Рисунок 3 демонстрирует развертывание, где OPC UA Clients используют Binary Protocol для доступа к информации, предоставляемой DDS-приложениями через нативный DDS-RTPS протокол.

Рисунок 3: Мост DDS к OPC UA

По сути, мост DDS к OPC UA моделирует DDS Global Data Space в адресном пространстве OPC UA Server. Он определяет Objects и Variable Nodes для DDS доменов, топиков, инстансов и типов данных, и экспонирует их через стандартные OPC UA сервисы. XML схема конфигурации позволяет интеграторам выбирать, какие части DDS пространства представлены в адресном пространстве OPC UA.

<dds> <types> <struct>...</struct> </types> <ddsopcua_gateway name="MyOtherGateway"> <opcua_server>...</opcua_server> <domain_participant>...</domain_participant> <domain_participant>...</domain_participant> <dds_to_opcua_bridge> <domain> <topic_group>...</topic_group> <topic>...</topic> </domain> <domain> <topic_group>...</topic_group> </domain> </dds_to_opcua_bridge> </ddsopcua_gateway> </dds>

Листинг 2: Пример конфигурации шлюза OPC UA/DDS (Мост DDS к OPC UA)

Файл конфигурации организован так:

• Определяет DDS типы данных, инстанцируемые шлюзом.
• Декларирует инстанс шлюза, инстанцирующий мост DDS к OPC UA, включая OPC UA Server и множественные DDS DomainParticipants.
• Выбирает DDS домены для представления в адресном пространстве OPC UA.
• Задает DDS топики — либо явно, либо через Topic Groups, использующие регулярные выражения на имени топика, типе и т.д.

Прототипы и демо

Для валидации спецификации и сбора обратной связи сообщества мы разработали серию прототипов и демо, представленных на крупных мероприятиях. В прошлом году мы показали наш первый прототип на Embedded World и Hannover Messe, построенный на RTI Routing Service — ведущей платформе для мостика технологий связности. Этот прототип фокусировался на маппинге модели подписки OPC UA к DDS и предоставлении механизмов конфигурации для упрощения интеграции.

В этом году мы продемонстрируем обратную сторону шлюза на Hannover Messe, с легковесным прототипом, экспонирующим DDS Global Data Space через встроенный OPC UA Server. Посетители смогут наблюдать, как общий OPC UA клиент может подписаться на DDS данные, используя нативные OPC UA сервисы.

Если планируете посетить Hannover Messe, посетите нас в павильоне IIC (Hall 8 #C24) для живого демо. Если не сможете прийти, мы опубликуем больше деталей скоро — следите за обновлениями!

Шлюз OPC UA/DDS как ключевой шлюз связности

Шлюз OPC UA/DDS — ключевой компонент индустриальной революции IoT. Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) консорциума IIC идентифицирует ключевые стандарты связности — DDS, OPC UA, HTTP/Web Services и oneM2M — для упрощения интеграции через функциональные домены. Шаблон оценки IICF оценивает решения по бизнес, usage, функциональности и критериям реализации. Ключевые шлюзы связности, как определены IICF, сохраняют синтаксис данных для обеспечения прозрачной интероперабельности через домены.

Рисунок 4: Стандартный шлюз связности позволяет интероперабельность через домены.

RTI глубоко предана разработке стандартных шлюзов связности. В RTI Connext DDS 5.3.0 мы выпустили первый General Access Release RTI Web Integration Service — стандартный шлюз связности, вводящий веб-браузеры в DDS Global Data Space через спецификацию OMG Web-Enabled DDS.

Мы верим, что интероперабельность — краеугольный камень успеха Industrial IoT и остаемся преданными помощи компаниям в реализации революции Industrial Internet.