RTI Anuncia Adoção OMG do Padrão Gateway OPC UA/DDS

Integrar soluções e padrões de conectividade diversos permanece principal obstáculo para designers e integradores de sistemas construindo ecossistemas Industrial IoT complexos.

A RTI tem impulsionado a revolução Industrial IoT criando gateways de conectividade padronizados que permitem sistemas DDS interoperarem seamlessly com outros frameworks core. Este ano introduzimos um Gateway padrão OPC UA/DDS — ponte entre dois dos protocolos de comunicação mais proeminentes da indústria — e temos prazer em anunciar sua recente adoção pelo Object Management Group (OMG).

Especificação Gateway OPC UA/DDS

Em iniciativa conjunta entre OMG e OPC Foundation, a colaboração em padrões de conectividade DDS e OPC UA foi anunciada no ano passado. Seguindo isso, o OMG emitiu RFP para Gateway padrão OPC UA/DDS para permitir interoperabilidade transparente entre aplicações DDS e OPC UA. RTI respondeu com proposta abrangente de 140 páginas, incorporando feedback de usuários e vendors DDS e OPC UA, que recebeu aprovação na Reunião Técnica OMG de março. Este artigo oferece visão concisa da especificação e mostra protótipos que construímos para validá-la.

Visão Geral da Especificação

A especificação Gateway OPC UA/DDS visa permitir aplicações DDS e OPC UA interoperarem seamlessly usando mecanismos nativos de cada framework. Aborda dois desafios centrais:

• Construir Bridge OPC UA para DDS que permite aplicações DDS operarem dentro do AddressSpace de um Servidor OPC UA usando capacidades publish-subscribe e RPC do DDS.
• Construir Bridge DDS para OPC UA que permite aplicações Client OPC UA atuarem como cidadãos de primeira classe no DDS Global Data Space via serviços padrão OPC UA.

Figura 1: Conceito Gateway OPC UA/DDS

Bridge OPC UA para DDS

O Bridge OPC UA para DDS permite aplicações DDS ler, escrever e subscrever dados dentro do AddressSpace de um Servidor OPC UA. Esta funcionalidade é crítica para integrar dispositivos habilitados OPC UA em sistemas que requerem escalabilidade e features QoS do DDS. Figura 2 ilustra implantação típica onde aplicações DDS subscrevem via protocolo DDS-RTPS wire a informações de Servidores OPC UA usando Protocolo Binário OPC UA.

Figura 2: Bridge OPC UA para DDS

Operação do bridge é direta: no lado OPC UA cria cliente que conecta a servidor e executa serviços padrão OPC UA como Read, Write e gerenciamento de subscription. No lado DDS instancia conjunto de DataReaders e DataWriters para interagir com tópicos DDS.

A especificação divide dados expostos ao DDS em duas categorias:

• Service Set Mappings – Serviços DDS que emulam a maioria dos serviços OPC UA usando especificação OMG RPC over DDS, permitindo requesters DDS invocar operações como Read, Write e Browse.
• Subscription Model Mapping – mapeamento simplificado do Server OPC UA que permite integradores combinar múltiplos MonitoredItems em tópicos DDS, oferecendo abordagem de modelagem poderosa para consumidores DDS.

Para simplificar configuração, definimos schema XML. Abaixo exemplo conciso de arquivo de configuração Gateway OPC UA/DDS para Bridge OPC UA para 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>

Listing 1: Exemplo Configuração Gateway OPC UA/DDS (Bridge OPC UA para DDS)

O arquivo de configuração é estruturado da seguinte forma:

• Define tipos de dados DDS que descrevem tópicos criados pelos mappings.
• Declara instância gateway que instancia Bridge OPC UA para DDS, incluindo conexão cliente OPC UA e DomainParticipant DDS.
• Configura service sets expostos a aplicações DDS, como Attribute Service Set para reads/writes one-shot.
• Especifica inputs OPC UA (subscriptions a MonitoredItems) e outputs DDS (publicações de tópicos), com atribuições mapping que linkam inputs a campos de output.

Bridge DDS para OPC UA

O Bridge DDS para OPC UA permite aplicações Client OPC UA participarem plenamente no DDS Global Data Space. Esta funcionalidade permite clientes e ferramentas OPC UA existentes navegarem tópicos DDS, instâncias e tipos de dados across múltiplos domínios DDS, e criarem subscriptions personalizadas. Figura 3 demonstra implantação onde Clientes OPC UA usam Protocolo Binário para acessar informações providas por aplicações DDS via protocolo nativo DDS-RTPS.

Figura 3: Bridge DDS para OPC UA

Em essência, o Bridge DDS para OPC UA modela o DDS Global Data Space dentro do address space de um Servidor OPC UA. Define Objetos e Variable Nodes para domínios DDS, tópicos, instâncias e tipos de dados, e os expõe via serviços padrão OPC UA. Um schema de configuração XML permite integradores escolher quais partes do espaço DDS são representadas no address space 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>

Listing 2: Exemplo Configuração Gateway OPC UA/DDS (Bridge DDS para OPC UA)

O arquivo de configuração é organizado da seguinte forma:

• Define tipos de dados DDS instanciados pelo gateway.
• Declara instância gateway que instancia Bridge DDS para OPC UA, incluindo Servidor OPC UA e múltiplos DomainParticipants DDS.
• Seleciona domínios DDS a serem representados no address space OPC UA.
• Especifica tópicos DDS — explicitamente ou via Topic Groups que usam expressões regulares em nome de tópico, tipo, etc.

Protótipos e Demos

Para validar especificação e coletar feedback da comunidade, desenvolvemos série de protótipos e demos apresentados em grandes eventos. No ano passado, mostramos primeiro protótipo no Embedded World e Hannover Messe, construído sobre RTI Routing Service, plataforma líder para bridging de tecnologias de conectividade. Este protótipo focou em mapear modelo de subscription OPC UA para DDS e prover mecanismos de configuração para simplificar integração.

Este ano, demonstraremos o lado reverso do gateway no Hannover Messe, com protótipo leve que expõe DDS Global Data Space através de Servidor OPC UA embarcado. Participantes podem observar como cliente OPC UA genérico pode subscrever dados DDS usando serviços nativos OPC UA.

Se planeja ir ao Hannover Messe, visite-nos no pavilhão IIC (Hall 8 #C24) para demo ao vivo. Se não puder, publicaremos mais detalhes em breve — fique ligado!

Gateway OPC UA/DDS como Gateway de Conectividade Core

O Gateway OPC UA/DDS é componente pivotal da revolução Industrial IoT. O Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) do IIC identifica padrões de conectividade core — DDS, OPC UA, HTTP/Web Services, oneM2M — para simplificar integração across domínios funcionais. O template de avaliação do IICF avalia soluções em critérios de negócio, uso, funcionalidade e implementação. Gateways de conectividade core, como definidos pelo IICF, preservam sintaxe de dados para garantir interoperabilidade transparente across domínios.

Figura 4: Gateway de conectividade padrão permite interoperabilidade across domínios.

RTI está profundamente comprometida em desenvolver gateways de conectividade padrão. No RTI Connext DDS 5.3.0, lançamos primeiro General Access Release do RTI Web Integration Service — gateway de conectividade padrão que traz navegadores web para DDS Global Data Space via especificação OMG Web-Enabled DDS.

Acreditamos que interoperabilidade é pedra angular do sucesso Industrial IoT e permanecemos dedicados a ajudar empresas realizarem a revolução Industrial Internet.