OPC UA: Daha fazla şeffaflık için beş harf
OPC UA standardı, makine ve cihaz verilerinin daha verimli bir şekilde değerlendirilmesini kolaylaştırır. Sistem operatörleri, Leuze’nin OPC UA sertifikalı sensörleri ile yeni olanaklardan faydalanmaktadır.
Piramit geçirgen hale geliyor
Endüstri 4.0, IIoT ya da makineler arası iletişim olsun, makineler, sistemler ve ürünler yalnızca uygun standartlar üzerinden ağa bağlanır. Uzmanlar, bu bağlamda genelde otomasyon piramidinden bahseder:. Tanıma bağlı olarak bu en alt düzey olan cihaz düzeyinden, saha, kontrol ve proses kontrolü düzeyi aracılığıyla piramidin tepesi olan yönetim düzeyine kadar uzanır. Düzeyler arasında veri alışverişi için standartlar, farklılık gösterir: Makine ve cihazlar, IO-Link, Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT veya Ethernet-TCP/IP gibi ilgili protokoller üzerinden saha düzeyinde ve kontrol düzeyine veri alışverişi yaparken, otomasyon piramidinin daha yüksek düzeylerine giden doğrudan yol kapalı kalır. Bunun nedeni, endüstriyel haberleşme ağının buluta kadar ölçeklenememesi ve MQTT gibi protokollerin saha düzeyiyle iletişim kuramamasıdır. Bu açığı ise OPC UA (UA = Birleşik Mimari) çerçevesi kapatır. OPC UA sertifikalı Leuze sensörleri, sistem operatörlerinin ek seçeneklerden de yararlanmasını sağlar.
Standart OPC UA otomasyon piramidinin aşamalarını birbirine bağlar.
Sahadan buluta
Şimdiye kadar, tüm makine, cihaz ve sunucuların tüm düzeylerde birbirleriyle iletişim kurabilecekleri evrensel bir protokol yoktu. Bunun nedeni, protokollerin ilgili düzeylerinde son derece spesifik gereksinimleri karşılaması gerekmesidir. Her şeyi tek bir protokolde çoğaltmak mümkün değildir. Buna rağmen, makineler ve cihazlar çok sayıda değerli veri üretir. Ancak bu verileri analiz edebilecek düzeyler, genellikle bu verilere doğrudan erişme ve yorumlama imkânına sahip değildir. Burada OPC UA bir bağlantı oluşturur. Bu, bir protokol değil aksine teknoloji yapı taşlarından oluşan bir çerçevedir. Buradaki prensip, OPC UA'nın iletilen verileri tanımlamak için kullanılan bir bilgi modelidir. Standart, iletişim düzeyinde erişim yetkilerini düzenler ve veri alışverişi için protokolü belirler. Bu şekilde, otomasyon piramidinin daha önce ayrı olan düzeyleri geçirgen hale gelir ve açık bir ağ yapısına dönüşür. Ücretsiz olarak kullanılabilen açık kaynak olan OPC UA, üreticilerden ve yazılım platformlarından bağımsız olarak çalışır.
Daha hızlı kurulum
Otomasyon piramidinin tüm düzeyleri arasında veri alışverişi yapılabilmesi için verilerin sistematik olarak işlenmesi ve kullanıma sunulması gerekir. Çünkü, iletişim standartları belirlense dahi geçerli olan şudur: Bir cihaz sayısal bir dizi çıktısı gönderirse alıcının meta veriye ihtiyacı vardır. Bu sayısal dizinin, örneğin bir birim olarak doğru şekilde yorumlanabilmesinin tek yolu budur. Burada da OPC Foundation'ın bilgi modeli devreye girer. Bu model, bağlı cihazları farklı nesnelerden oluşan bir ağ olarak tanımlar. Burada ilk olarak düğümler arasındaki ilişkiler düzenlenir. İkinci düzeyde standart nitelikler tanımlanır. Bunlar, bir cihazın bir ağda tanımlanabilmesi için minimum gereksinimlerdir. Bunun yanı sıra, makinelerin kapasiteleri ve eylemleri gibi özel nitelikler de tanımlanabilir. Bu şekilde, otomatik olarak okunabilen bir yapı oluşur. Böylece veriler, diğer OPC UA sertifikalı cihazlar tarafından okunabilir ve yorumlanabilir. Pratik: Her üreticinin her cihaz için spesifikasyonları baştan oluşturmasına gerek kalmaması için sektör standartları mevcuttur. Bu tamamlayıcı spesifikasyonlar, örneğin 1D barkod okuyucuların nasıl tanımlandığını ve hangi değerleri ve olayları kullanıma sunduklarını açıklar. OPC Foundation, bunları PDF ve XML dosyası olarak indirilmeye hazır hale getirir. Böylece bu spesifikasyonlar, makine tarafından okunabilir ve manuel olarak aktarılmaları gerekmez.
Bir cihazın veri modelinde depolanacak bilgi türleri:
- Cihazın ağda tanımlanması için veriler
- Proses verileri ve olaylar (örneğin tarayıcının okuma sonuçları, başlatma/durdurma komutu)
- Kalite verileri (örneğin tarayıcının başarılı ve başarısız okuma işlemleri)
OPC UA, bu nedenle kurulum için önemli avantajları da beraberinde getirir. Leuze BCL 348i barkod okuyucu ağda 1D barkod okuyucu olarak tanımlandığında ve kontrol düzeyi bu sinyali algıladığında, cihaz özelliklerinin otomatik olarak algılanması (AutoID) buna bir örnek olarak gösterilebilir. Bunun sonucunda, sisteme son derece hızlı bir entegrasyon sağlanır. Sistem bakımı de aynı şekilde kolaylaşır çünkü alarmların yanı sıra münferit cihazların hata ve durum mesajları merkezi olarak kaydedilebilir ve standarda uygun olarak değerlendirilebilir.
Leuze’nin BCL 348i 1D kod okuyucusu, OPC UA sertifikalıdır. Böylece, OPC UA uyarınca teknik gereklilikler ile uyumludur ve verileri yönetim düzeyine aktarabilir.
Ağda emniyet
OPC UA, bunun yanı sıra BT güvenliğinin artırılmasına da katkı sağlar. Bu, IIoT çağında giderek daha önemli hale gelen bir gerekliliktir çünkü makine verilerinin nesnelerin endüstriyel interneti için bulut üzerinden işlenmesi gerekir. Burada sistem operatörleri, OPC UA standardının halihazırda uçtan uca şifrelemeyi entegre etmiş olmasından faydalanmaktadır. Bu da, şirket verilerini dışarıdan müdahalelere karşı verimli bir şekilde korur. Ayrıca, dahili yetki atamasını da kolaylaştırır. Kimlerin verilere erişme, okuma, değerlendirme veya değiştirme yetkisine sahip olacağı belirlendiğinden saldırılar veya hatalı işletimlerden kaynaklanan kesinti süresi gibi riskler en aza indirilir.
Sistemlerin izlenmesi daha kolaydır
Standardın en güçlü yönlerinden biri, veri analizi sayesinde sistem verimliliğini önemli ölçüde artırabilmesidir. Makineler ve sistemler OPC UA aracılığıyla kolayca izlenebilir ve prosesler optimize edilebilir. Bu durum bir uygulama örneğiyle açıklanabilir: Küçük parça deposunda kutular, malları toplama istasyonlarına ve sevkiyat alanına taşımak üzere bir konveyör hattı üzerinden geçer. Kutuların her birinde bir barkod etiketi bulunmaktadır. Leuze'nin BCL 348i 1D-kod okuyucuları konveyör hattı boyunca monte edilir ve kutuların konveyör hattında taşınması için gereken verileri sağlar. Tarayıcının optikleri zamanla kullanıma bağlı olarak kirlenebilir ve kutuların üzerindeki etiketleri artık temiz bir şekilde algılayamaz. Öte yandan, etiketler de işletim sırasında gerilime maruz kalabilirve hasar veya kirlenme nedeniyle artık okunamaz hale gelebilir. İşletmeci şirket hataları nasıl bulur?
İlgili verilere hızlı erişim
Sensörler geleneksel tarzda (OPC UA olmadan) teşhis bilgisayarları üzerinden kontrol edilebilir. Bu bilgisayarlar, başarısız okuma denemelerinin payı gibi değerleri depoladıkları için kontamine olmuş ya da başka bir şekilde bozulmuş tarayıcıları tespit etmek mümkündür. Buradaki dezavantaj ise sistem operatörünün her bir cihazı tek tek kontrol etmek ve okumak zorunda kalmasıdır. Bu, özellikle de bozuk etiketlerin tanımlanması sırasında son derece zaman alıcı bir iştir. Bu durumda, bir çalışan her tarayıcıyı tek tek okumak ve verileri manuel olarak ilişkilendirmek zorundadır. Bu işlem, OPC UA ve buna uygun sensör teknolojisi ile çok daha verimli bir şekilde yürütülebilir. Leuze’nin BCL 348i 1D kod okuyucuları OPC UA sertifikalıdır; dolayısıyla tarayıcı verileri yönetim düzeyine aktarılabilir. Veriler, basit bir uygulama ile merkezi olarak değerlendirilebilir ve örneğin bir panoda görselleştirilebilir. Bu, tarayıcının alışılmadık derecede çok sayıda başarısız denemeye sahip olup olmadığını gerçek zamanlı olarak gösterir. Bir diğer avantaj ise sensörün kurulum yeri de iletildiğinden servisin doğrudan üzerinde çalışabilmesidir. Tüm tarayıcıların belirli bir etiketi algılamakta zorlandığı tespit edelirse bu etiket de benzer şekilde hedefe yönelik olarak değiştirilebilir. Sonuç olarak bu, bakım verimliliğinde önemli bir kazanç ve sistem kullanılabilirliğini artırmanın basit bir yoludur.
OPC UA olmadan, hatalı etiketleri ya da bozuk tarayıcıları tespit etmek için gereken süre çoğu durumda önemli ölçüde daha yüksektir.
Sertifikalı sensör teknolojisinden yararlanın
OPC UA, kısa süre içinde saha düzeyinden buluta veri aktarımına yönelik merkezi bir çerçeve olarak köklü bir yer edinmiştir. Bu zamana kadar katı bir hiyerarşik düzene sahip olan otomasyon sistemi düzeyleri de böylece geçirgen hale gelmiştir. Bu da özellikle makine ve cihaz verilerinin verimli bir şekilde değerlendirilmesine katkı sağlar. Ancak standardın kurulum, devam eden operasyonların optimizasyonu ve servis için sağladığı avantajlar sadece uygun sensör teknolojisi ile kullanılabilir. Burada, OPC UA sertifikalı ürünler içeren ürün yelpazesine ve ilgili uzmanlık bilgisine sahip sensör uzmanlarına güvenilmesi önerilir. Leuze Sensor People, bu noktada irtibat kişileri olarak her zaman hizmet vermeye hazırdır. DCR 248i 2D kod okuyucu ve BCL 348i 1D kod okuyucu gibi OPC UA sertifikalı yenilikçi Leuze sensör teknolojisi ile operatörler sistemlerini yepyeni bir verimlilik düzeyine taşır.
2D barkodlar için de DCR 248i gibi OPC UA sertifikalı tarayıcılar mevcuttur. Leuze, IIoT ve Endüstri 4.0'ın etkin kullanımı için diğer ürün gruplarını da sürekli olarak OPC UA ile donatmaktadır.