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PLCopen OPC UAワーキング

PLCopen Japan


Ａｇｅｎｄａ

ＴＣ４の活動

なぜOPC UAと接続するか今まで本部で実施してきたことのご紹介

今後の本部での活動計画

日本支部の活動計画

PLCopen OPC UAワーキング


ＴＣ４の活動

概要


ＰＬＣopen 本部の組織：委員会構成

TECHNICAL （技術委員会） PROMOTIONAL（普及委員会）

PLCopenStand ar diza tion in I nd ust rial C ont rol pr og ra mmi ng

TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 PC1 PC2 PC3 PC5

General Meeting

XML JapanFBTC6 PC4

ﾓｰｼｮﾝ用FBの標準化 PLCプログラムのＸＭＬ化規格適合の認証（準備中）他

OPC UA

OPC UAジョイントＷＧ

ＴＣ４の活動


なぜOPC UAと接続するかOPC UA’ｓ StoryWhy did OPC UA appear?


オープン化技術でオープン化技術で実現する実現する

ものづくりシステムものづくりシステム

現場管理層（製造管理システム）

実行・制御層（生産現場システム）

計画層（経営計画システム）

リアルタイム層

生産現場と情報系が連携

段取り替えレイアウト替え品質管理設備稼働管理仕がかり品・中間在庫削減生産プロセスの組み替え

経営と連携した見える化

見える化視える化診える化看える化観える化

レシピの入れ替え管理制御の入れ替え管理

文書連携

モデル、シミュレーションの活用


Custom Integration

Technology Platform

Technology PlatformTechnology Platform

OPC Unified Architectureの必要性

PAMLIMS

CPM/AutomationDataTMS

WMS

Equipment

Operations Apps Platform

PDM

P&IDsModels

EquipmentSpecs

Drawings

Design & Eng. Apps Platform

Enterprise Apps Platform

CRMSCM

FINERP EAMContent

StandardsStandards

Standards

StandardsStandards

Partners Customers


Industry-Standard interoperability, Productivity & Collaboration

BatchBatch

OPC Unified Architecture OPC Unified Architecture

Manufacturing, Production and MaintenanceManufacturing, Production and MaintenanceO

PC

OPC

Adv.Adv.ControlControl

OPC

O

PC

HMIHMI SCADASCADA

PCPC--Based ControlBased Control

MESMES

OPC OPC

OPCOPC

Industrial NetworksIndustrial Networks DataAcquisition

DataAcquisition

PLCDCS

PLCDCS ??.......????.......??

Corporate EnterpriseCorporate Enterprise

OPC Unified Architecture OPC Unified Architecture


図１ OPC UAに求められていること

OPC広く採用

OPC共通インターフェース

として使用

分散システム間通信

SecurityAccess control

InternetFirewalls

RobustnessFault tolerant

Platformindependent

Redundancy

Performanceスケーラビリティ MES

ERP

Embeddeddevices

SCADA

データモデル

Common model for all

OPC data

Complex data

Method calls

Meta information

Base for otherstandard data

models

Type system


なぜOPC UAと接続するか

情報モデルの概念

サービスの概念

スタックの概念

セキュリティの概念

バリデーションの概念

データを情報化

オブジェクト対応

通信対応

情報系ネットワーク／インターネット制御システムを護る。情報を護る。

妥当性の証明を要求される市場


図２ OPC-UA仕様

アクセスタイプ仕様パートコア仕様パート

Part2 ‒ Security Model

Part3 ‒ Address Space Model

Part4 ‒ Service

Part5 ‒ Information Model

Part6 ‒ Service Mappings

Part7 ‒ Profiles

Part8 ‒ Data Access

Part9 ‒ Alarms and Conditions

Part10 ‒ Programs

Part11 ‒ Historical Access

情報モデル情報モデル

サービスサービス

スタックスタック

SDK

Part1 ‒ Concepts

セキュリティセキュリティ

SDKSDK


図３インターフェース・レイヤの構成

全ての必要なサービス

OPC 情報モデル

OPC UA Base Services

Vendor Information Model

DA A&C HA Progs

Information Model Specifications IEC, ISA, MIMOSA …

UAベースで書かれているクライアントはすべてのデータにアクセスできる！

情報モデルのアドレス空間ノードアトリビュート

リファレンス

ノードアトリビュート

リファレンス

オブジェクト

変数

メソッド______()______()______()

リファレンス

変化通知

読み書き

実行

イベント通知

アドレス空間の概念


図４コミュニケーション・レイヤ

Abstract UA ModelSpecification

WSDL / SOAPor TCP / Binary

Services Binding

Proxy /Stubs

ツールまたは

言語依存(e.g. .NET)

API

スケーラブルプラットフォーム非依存メッセージモデル

.NET (WCF) VersionPortable C/C++ VersionJava Version

ビジネスモデル,プラットフォーム非依存

メッセージモデル(e.g. WSDL)


図５データ伝送


図６ UAオブジェクト・モデル

OPC UA オブジェクト

変数_________

メソッド___()___()___()

イベント

OPC DA and HDA

OPC A&E

OPC Commands

ReferenceReference

Object Instance 変数_________

メソッド___()___()___()

イベント

他のノード

特徴特徴

構成要素構成要素

サービスサービス

現実・仮想世界

オブジェクト（ノード）

リファレンス

変数_________

メソッド___()___()___()

イベント

OPC CommandsOPC DA and HDA

OPC A&E

モデル化


図６-１ UAモデリング事例－ボイラ制御事例

データの関係FT1001.Data Item ⇒ FC1001.Measurement

構成要素の関係Pipe1001 ⇒ Drum1001 ⇒ Pipe1002

↓計装図 ↓アドレス・スペースの表記

↓ブロック図

←アドレス空間


図６-２ UAモデル化事例

現実のシステム

UAアドレス

スペース

モデル化


今まで本部で実施してきたことのご紹介

概要

IEC61131-3UAのマッピング例


IEC 61131-3Standardizes programming languages for industrial automation産業オートメーションのためにプログラミング言語を標準化

Describes the Common Elements and Programming Languages共通の要素について説明して、言語をプログラムする

Software Model:


IEC 61131-3 Code


Use cases for OPC UA mappingObservation

• Reading and monitoring of online data from PLC program• Type information for rapid engineering• Data from function blocks and program variables

Operation• Includes Observation• Writing data from function blocks and program variables

Engineering• Includes Observation• Modification of programs and configurations• Download of programs and configurations

Service• Includes Engineering• Reading writing of special configuration data like firmware updates


Scope joined working group

TypesCtrlFunctionBlockType

HasSubtype

CTU_INT

HasInputVars HasOutputVars

PVDataType = Int16

Value = 0

CVDataType = Int16

Value = 0

Q

DataType = Bool eanValue = FALSE

CU

DataType = BooleanVal ue = FALSE

RDataType = Boolean

Val ue = FALSE

PVm axDataType = Int16

Value = 32767

HasLocalVars

► Joined working group PLCopen and OPC Foundation► Main scope for V1.0 is mapping of IEC 61131-3 to OPC UA

■ Focus on content of IEC 61131-3 specification■ IEC 61131-3 software model UA object types■ IEC 61131-3 data types UA data types■ IEC 61131-3 variable qualifiers UA properties

► UA properties and attributes PLCopen XML export■ OPC UA base concepts like Access Level not covered by IEC 61131-3

V 1.0


System Architecture PLCopen

Gateway / SCADAOPC UA Client

Controller

VendorSpecific

Controller

OPC UA Server

Controller

OPC UA Server

HMI

OPC UA Client

► Enterprise systems► Plant engineering► Asset management

► PC bases Systems■ PLC Programming

Tools – access to configuration

■ SCADA

► Embedded Devices■ Access to FB and

Variables■ RTOS

Ethernet

OPC UA Server

ControllerProgramming

MES System

OPC UA Client

ControllerConfiguration

OPC UA Server

Plant Engineering

OPC UA Client

Ethernet

VendorSpecif ic

UA Client

DI PLCopenFDI


Status Companion SpecificationStarted in December 2008

Meetings• Three Face to Face meetings• Eight phone conferences / web meetings

Specification• Information model stable after release of DI (Device Integration)• Release candidate finished• Review process started in both organizations (PLCopen / OPC)• Release planned for March 2010

Implementation / Adoption • Evaluation implementations are started • Successful demo at SPS/IPC/Drives show in Nuremberg (11/2009)


AdoptionDemo at SPS/IPC/Drives show November 2009

• HMI / SCADA as OPC UA client• Allmendinger – OPC UA Client Channel for SIMATIC WinCC• Certec – atvise• ICONICS – Genesis 64• INOSOFT – VisiWinNET

• OPC UA servers• Beckhoff – Embedded into controller• ifak – PC based• KW Software / Phoenix Contact – Embedded into controller• logi.cals / HIMA – Embedded into controller• Unified Automation – Offline server loading address space from XML export

Plug fest for demo preparation October 2009• Six Servers / five for embedded use• 3S/Codesys, Beckhoff, Bosch Rexroth, ifak, KW Software, logi.cals• Two clients – Certec and ICONICS


今後の本部での活動計画

Introduction and Status IEC 61131-3 UA mapping


Scope joined working group► Scope for additional standardization PLCopen and OPC

■ Focus on additional features■ Mapping of Sequential Function Charts (SFC)■ Standard UA communication function blocks for PLC to PLC communication■ Standard function blocks for Alarm handling and mapping to

OPC UA Alarms and Conditions■ Best practice guidelines for OPC UA concepts like Methods, Events,

Historical Access and Programs

V 2.0


日本支部の今後の活動計画

PLCopen IEC61131-3からOPC UAの情報モデルへ変換する方法の解説書（ガイドライン）をＯＰＣ－Ｊと協力して解析。

ＭＯＦ２０１０で経過発表。

PLCopen本部とOPC-Fの活動情報をリサーチし、会員に報告

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