OPC UA 개요

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OPC UA에 대해

OPC UA란?

그림1

Open Platform Communication Unified Architecture 의 약자로 상호운용성이 뛰어나며 현재 OT 환경에서 많이 쓰이는 산업용 표준 프로토콜

기본 OT

자동화 피라미드 - 퍼듀 모델

그림2

[참조] The Advantech automation system pyramid
https://processengineering.co.uk/article/2017704/the-automation-syste (2013/12/17)

  • Level 0: Field Level
    • 센서 값 측정, 액츄에이터 작동
    • ex) 각종 센서 및 액츄에이터
  • Level 1: Process Control Level
    • 변수 제어를 담당하는 프로세스의 브레인
    • ex) PLC, DCS
  • Level 2: Process Management Level
    • 사용자 인터페이스를 통해 프로세스 데이터 모니터링을 하며 데이터베이스에 저장
    • ex) SCADA, GMI
  • Level 3: Operation Level
    • Level 2에서 발생한 데이터를 공정, 생산 데이터 등의 유용한 정보로 변환
    • ex) MES
  • Level 4: Enterprise Level
    • 급여, 원자재, 구매 주문서 등 모든 데이터를 가지며 사업 전체 관리 (Business Intelligence 담당)
    • ex) ERP

CPS 모델

그림3

[참조] The Advantech automation system pyramid
https://cpsiot.at/cps-iot-ecosystem-a-platform-for-research-and-education/193/ (2013/12/17)

CPS란? Cyber Physical Systems의 약자로 우리가 살아가는 물리적 세계와 컴퓨터, 통신, 인터넷과 같은 사이버 세계가 융합된 형태를 말한다. CPS를 통해 물리적 세계와 사이버 세계가 상호 작용을 하면서 새로운 시스템이 구축될 것이다.

상호운용성

상호운용성이란? 하나의 시스템이 동일 또는 이기종의 다른 시스템과 아무런 제약이 없이 서로 호환되어 사용할 수 있는 성질을 말한다. 상호운용성이 좋다는 것은 공정에서 기기들이 잘 호환되어 프로토콜이 다르더라도 연결이 용이하고 정확한 정보 교환 및 처리가 가능하다는 것을 의미한다.

따라서 스마트팩토리를 구현하기 위해서 각종 기기간의 호환은 필수이기 때문에 상호운용성은 굉장히 중요한 성질이다.

  • 스마트팩토리에서 AGV 로봇은 제품이 언제 생산 되었는지, 어떤 제품이 생산이 되었는지 생산 데이터를 알고 연동되어야 하기 때문에 상호운용성이 중요하다.
  • SI 업체가 시스템을 통합 할 때 생산 장비 제조사가 다르게 되면 다른 프로토콜로 통신을 하게되어 상호운용성 문제가 생긴다.
  • OPC UA 같은 표준 프로토콜이 없다면 생산 장비를 모두 같은 제조사로 통일시키거나 HMI 같은 값비싼 통신 인터페이스 프로그램을 사용한다.

OPC Classic

일반적으로 OPC UA가 아닌 OPC라 함은 OPC Classic을 의미한다. OPC Classic에서 OPC는 OLE for Process Control 의 약자로 공정 제어에서 쓰이는 OLE를 의미한다.

  • Windows OS에서만 지원
  • OPC DA, AE, HDA로 분리된 아키텍처
    • OPC DA: 데이터 Read/Write 등의 교환 정의
    • OPC AE: 이벤트 발생에 따라 알람 발생
    • OPC HDA: 데이터 저장, 과거 데이터 쿼리
  • 보안에 대한 정의 X

OLE는 마이크로소프트웨어에서 개발한 DCOM을 이용한 통신 기술을 말하기 때문에 OPC Classic은 Windows OS에 한정적이었다고 말할 수 있다.

OPC UA - OPC Classic 단점 보완

  • Windows뿐만 아니라 Lunux, Mac 등 대부분의 OS에서 지원
  • OPC DA, AE, HDA로 나뉘었던 아키텍처를 하나의 단일 OPC UA 서버에서 동작하도록 강화
  • 보안 규격 정의
  • IEC 62541 규격으로 표준화

Open Platform Communication Unified Architecture 의 약자로 OPC UA에서 많은 것들이 보안되면서 OPC Classic에서의 OPC 의미 자체가 달라진 것을 알 수 있다.

끝!