Объявление о стандарте шлюза OPC UA / DDS

Одной из наиболее важных проблем, с которыми сталкиваются системные разработчики и системные интеграторы при развертывании сложных систем промышленного Интернета вещей (IoT), является интеграция различных решений и стандартов для подключения.

В RTI мы постоянно работаем над ускорением революции промышленного Интернета вещей. За последние несколько лет мы разработали стандартные шлюзы подключения, чтобы системы DDS могли легко интегрироваться с другими базовыми структурами подключения. В этом году мы работали над стандартным шлюзом OPC UA / DDS, связующим звеном между двумя наиболее известными коммуникационными средами промышленного Интернета вещей. Мы рады сообщить, что этот шлюз только что был принят Object Management Group (OMG).

Спецификация шлюза OPC UA / DDS

В прошлом году OMG и OPC Foundation объявили о совместной стратегии в отношении стандартов подключения DDS и OPC UA. После этого объявления OMG выпустила запрос предложений (RFP) для определения стандартного шлюза OPC UA / DDS для обеспечения прозрачного взаимодействия между приложениями DDS и OPC UA.

Мы приняли вызов и составили 140-страничное предложение с участием пользователей и поставщиков DDS и OPC UA, которое было проголосовано и принято на мартовском техническом совещании OMG. В этом сообщении блога представлен обзор новой спецификации и описаны прототипы, которые мы разработали для проверки нового стандарта.

Обзор спецификаций

Целью спецификации шлюза OPC UA / DDS является обеспечение прозрачного взаимодействия приложений DDS и OPC UA с использованием собственных механизмов каждой конкретной структуры. На практике это подразумевает решение двух отдельных задач:

Создание OPC UA к мосту DDS, чтобы приложения DDS могли работать в AddressSpace сервера OPC UA с использованием стандартных возможностей публикации-подписки DDS, ориентированных на данные, и механизмов RPC через DDS.
Создание моста между DDS и OPC UA, чтобы клиентские приложения OPC UA могли участвовать в качестве первоклассных граждан в глобальном пространстве данных DDS с использованием стандартных сервисов OPC UA.

Рисунок 1. Концепция шлюза OPC UA / DDS

OPC UA к мосту DDS

OPC UA к мосту DDS позволяет приложениям DDS читать, записывать и подписываться на информацию в AddressSpace сервера OPC UA. Эта сторона шлюза выполняет некоторые из вариантов использования, в которых мы видели потребность в сообществе. Например, это позволяет интегрировать устройства с поддержкой OPC UA в более крупные системы, требующие масштабируемости и возможностей QoS DDS. На рисунке 2 показан такой тип развертывания, когда пара приложений DDS подписывается с использованием проводного протокола DDS-RTPS на информацию, предоставляемую двумя серверами OPC UA, которые используют двоичный протокол OPC UA.

Рисунок 2:OPC UA к мосту DDS

Поведение OPC UA к мосту DDS довольно просто. С одной стороны, шлюз создает экземпляр клиента OPC UA, способного подключаться к серверу и выполнять набор действий с использованием сервисов OPC UA (например, с помощью набора атрибутов атрибутов для чтения и Написать и используя Подписку и Наборы служб MonitoredItems чтобы подписаться на изменения данных и события). С другой стороны, шлюз создает набор DataReaders и DataWriters способен обрабатывать необходимые взаимодействия со стороной DDS.

В спецификации информация, предоставляемая приложениям DDS, делится на две категории:

Сопоставления наборов служб - предоставляет услуги DDS, эквивалентные большинству стандартных услуг OPC UA, используя механизмы, определенные в спецификации OMG RPC over DDS. Эти сопоставления позволяют запрашивающим службам DDS вызывать такие службы, как Чтение или Написать для выполнения эквивалентной услуги OPC UA операций или для вызова службы просмотра для навигации по AddressSpace сервера.
Сопоставление модели подписки - предоставляет приложениям DDS упрощенное отображение OPC UA Server . Это сопоставление позволяет системным интеграторам комбинировать MonitoredItems для одной или нескольких подписок на темы DDS, обеспечивая мощный способ моделирования того, как информация передается и потребляется приложениями DDS.

Чтобы облегчить работу системных интеграторов, мы определили синтаксис XML для настройки OPC UA на мост DDS. Во фрагменте ниже показан простой файл конфигурации шлюза OPC UA / DDS.

  
 <типы> 
  ...  
  
  
  ...  
  ...  
  
  ...  
 <подписка> 
  ...  
  ...  
  ...  
  ...  
  ...

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

Файл конфигурации организован следующим образом:

Он определяет типы DDS, которые описывают темы DDS, которые будут созданы в результате сопоставлений, указанных в файле конфигурации. Их можно использовать в конфигурациях шлюза OPC UA / DDS, которые могут быть развернуты в различных процессах или машинах.
Он определяет экземпляр шлюза, который создает экземпляр OPC UA для моста DDS (он также может содержать мост DDS to OPC UA). С одной стороны, этот мост использует соединение OPC UA (которое создает экземпляр клиента OPC UA для подключения к серверу) и DomainParticipant с другой стороны (которая обрабатывает создание объектов DDS).
Он настраивает наборы служб, которые мы хотим предоставить приложениям DDS (например, набор служб атрибутов для включения одноразового чтения или записи информации в AddressSpace сервера OPC UA ).
Он настраивает набор входных данных OPC UA (т. е. подписки на OPC UA MonitoredItems ) и выходы DDS (публикация Темы DDS ). Входы и выходы можно комбинировать, чтобы MonitoredItems указанное в поле ввода может быть назначено полю одного или нескольких выходов DDS. Этот процесс обрабатывается назначениями в разделе "Сопоставление".

Мост DDS к OPC UA

Мост DDS to OPC UA позволяет клиентским приложениям OPC UA участвовать в качестве первоклассных граждан в глобальном пространстве данных DDS. Эта сторона шлюза также выполняет остальные варианты использования, которые мы обсуждали с пользователями DDS и OPC UA. Например, он позволяет существующим клиентам и инструментам OPC UA просматривать темы и экземпляры, которыми приложения DDS обмениваются в разных доменах DDS, и даже настраивать индивидуальные подписки для участников этих тем. На рисунке 3 показаны эти типы развертываний, в которых клиентские приложения OPC UA получают доступ - с использованием двоичного протокола OPC UA - к информации, которую приложения DDS предоставляют с использованием их собственного проводного протокола DDS-RTPS.

Рисунок 3:Мост DDS к OPC UA

Вкратце, мост DDS to OPC UA определяет информационную модель OPC UA для представления глобального пространства данных DDS. То есть он определяет набор объектов и узлов переменных для представления доменов, тем, экземпляров и типов данных DDS. Мы развертываем эту информационную модель на сервере OPC UA, встроенном в шлюз. Этот сервер предоставляет все стандартные механизмы, позволяющие клиентам просматривать информацию в глобальном пространстве данных DDS и читать, записывать или подписываться на информацию, используя соответствующий набор услуг OPC UA. .

В спецификации мы также определили синтаксис XML для настройки моста DDS в OPC UA, который позволяет системным интеграторам решать, какие части глобального пространства данных DDS представлены в AddressSpace сервера OPC UA и, следовательно, доступны клиентам OPC UA. Во фрагменте ниже показан простой файл конфигурации шлюза OPC UA / DDS.

  
 <типы> 
  ...  
  
  
  ...  
  ...  
  ...  
  
 <домен> 
 
 ... 
 
  ...  
  
 <домен> 
 
 ...

Листинг 2:Пример конфигурации шлюза OPC UA / DDS (мост DDS в OPC UA)

Файл конфигурации организован следующим образом:

В случае соединения OPC UA с мостом DDS он определяет типы данных DDS, экземпляры которых будут созданы конфигурацией шлюза OPC UA / DDS.
Он определяет экземпляр шлюза OPC UA, который инстанцирует DDS в мост OPC UA. В этом случае мост использует сервер OPC UA, который настроен выше, и набор участников домена DDS для доступа к глобальному пространству данных DDS.
Он
[1] [2] 下一页

Адаптивная платформа AUTOSAR 18.03:теперь с DDS! Соединение частей:интеграция портативного компонента, совместимого с FACE, в среду моделирования

Интернет вещей