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Maior disponibilidade de dados para OPC DA, HDA e A&E
Tradução livre de artigo da Matrikon OPC por Aquarius Software (marketing@aquarius.com.br)
OPC é o padrão atual de comunicação aberta no mundo da conectividade industrial. Oferece melhor conectividade, enquanto reduz drasticamente o custo de transferência de dados entre os dispositivos do chão de fábrica e as aplicações. As especificações de OPC mais utilizadas – chamadas de OPC Classic – utilizam camadas de comunicação sobre vários componentes do sistema operacional da Microsoft, comumente chamado de DCOM (Distributed Component Object Model). Estes componentes funcionam muito bem em escritórios com rede local (banda larga e conexões confiáveis), mas em condições menos favoráveis, seu comportamento frequentemente leva ao fornecimento de dados não confiáveis e até mesmo à perda de informações. A tecnologia de Tunelamento (encapsulamento) OPC proporciona uma solução efetiva para este tipo de problema.
OPC padroniza o compartilhamento de dados entre os dispositivos do chão de fábrica (DCSs, PLCs, analisadores etc) e as aplicações de software (tais como SCADA, Historiadores, etc). Seja qual for o dispositivo, os dados serão sempre compartilhados por uma aplicação em formato padronizado. OPC é um acrônimo para OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control. Ao longo dos anos, OPC superou estas tecnologias originais e agora é usado em uma ampla variedade de aplicações, além do Controle de Processo. Atualmente, OPC representa "conectividade aberta na automação industrial e na empresa". Há diversas especificações de OPC Classic adequadas às diferentes situações de uso de dados: OPC Data Access (DA) para dados instantâneos, OPC Historical Data Access (HDA) para dados históricos e OPC Alarms and Events (A&E) para dados baseados em eventos. Evidentemente, a comunicação baseada em padrões é apenas metade da tarefa – a outra metade lida com o método efetivo pelo qual os dados se movem através da rede.
COM/DCOM: A infraestrutura para OPC
OPC é construído sobre uma tecnologia da Microsoft chamada COM (Component Object Model). Ela é uma estrutura que define como as aplicações se comunicam e compartilham dados entre si. Quando as aplicações de OPC são instaladas no mesmo computador, elas usam o COM para a troca de dados. Entretanto, quando chamadas de OPC são necessárias para em rede, o sistema operacional utiliza o DCOM (Distributed COM). O DCOM acrescenta extensões que tratam a organização da comunicação de dados e os requisitos adicionais de segurança (Figura 1).
Figura 1 – Conexão padrão OPC DCOM
Arquiteturas típicas de OPC são constituídas de mais de um computador e, portanto, implicam no uso de DCOM. Há circunstâncias em que o DCOM pode passar por timeouts (limites de tempo excedidos) que podem gerar dados não confiáveis ou mesmo perda de informação. Por exemplo:
Problemas de hardware, como avarias na placa de rede, roteador ou switch.
Problemas de sistema, como sobrecarga na rede.
Arquiteturas de rede naturalmente instáveis, que utilizam conexão via satélite, WAN, ondas de rádio etc.
Vale ressaltar que a maioria das redes, mesmo as mais confiáveis, sofre ocasionalmente com es­tes problemas. Por exemplo, suponha que uma aplicação de OPC solicite um dado de outra apli­ca­ção de OPC que esteja rodando em outro computador e que após o envio da solicitação, mas antes do recebimento da resposta, a conexão de rede entre as duas aplicações seja temporaria­men­­te inter­rompida. Neste caso, a aplicação requerente pode ter que esperar mais de 6 minutos para per­ceber que houve um erro. Infelizmente, os usuários não estão habilitados a mudar as configu­rações de timeout do DCOM e devem aguardar o tempo estipulado em algumas situações de falha. Nesse período, a aplicação requerente aguarda pela resposta do DCOM e os dados do processo ficam indisponíveis para a aplicação.
Tunelamento elimina o DCOM OPC
O Tunelamento oferece uma abordagem alternativa que elimina completamente os riscos e incertezas do DCOM. Esta tecnologia utiliza comunicações baseadas nos padrões TCP/IP, em vez de DCOM, para transmitir as mensagens do OPC. Isso possibilita aos usuários timeouts configuráveis, que podem ser ajustados de acordo com suas necessidades específicas de infraestrutura. Em uma configuração típica, uma aplicação de OPC Tunneller é instalada em cada um dos PCs que estiverem rodando o OPC Client e o OPC Server (Figura 2).
Figura 2 – Conexão com Tunelamento OPC
Cada OPC Tunneller se comunica com a aplicação de OPC instalada localmente, utilizando comunicações de OPC padrão, via COM. As duas aplicações de OPC Tunneller então passam as mensagens de OPC usando diretamente o protocolo TCP/IP, sem depender do Windows via DCOM para essa tarefa. As aplicações de OPC Tunneller oferecem funções de organização e segurança similares ao DCOM, mas de uma maneira muito mais adequada, robusta e flexível.
O Tunelamento OPC oferece outras vantagens adicionais:
Elimina os problemas iniciais de configuração do DCOM e aqueles que ocorrem quando as atualizações do Windows tentam modificar as configurações de base do DCOM, o que pode interromper a comunicação OPC.
Possibilita que as aplicações OPC compartilhem dados através de firewalls e diferentes domínios.
Permite uma configuração de firewall mais restrita, segura e amigável, sem impedir o tráfego de informações do OPC .
Reduz consideravelmente os requisitos de banda larga.
O usuário pode optar pela transmissão criptografada dados OPC, o que maximiza a segurança, privacidade e integridade dos dados.
Tunelamento OPC é aplicável às especificações DA, HDA e A&E
As três principais especificações de OPC Classic (OPC DA, HDA e A&E) são baseadas em tecnologia COM/DCOM e, portanto, suscetíveis aos mesmos riscos e incertezas do DCOM. Existem produtos OPC Tunneller adequados a todas as especificações de OPC. Para aumentar a confiabilidade dos dados, estes mesmos produtos oferecem criptografia e compressão de dados de forma eficaz. A tecnologia Tunelamento OPC possibilita ao usuário obter todos os benefícios de uma comunicação padrão e ainda compensa os efeitos configurações de rede ineficientes, redes geograficamente dispersas e meios pouco confiáveis, como satélite e redes sem fio.
Disponibilidade de dados aumentada para todas as situações
OPC é um padrão reconhecido dentro da indústria de controle de processos. Embora não haja impeditivos para que os usuários continuem trabalhando com infraestruturas COM/DCOM baseadas no Windows padrão, é tranquilizador saber que nos casos em que esta tecnologia não supre as necessidades específicas dos projetos dos usuários, o Tunelamento OPC está pronto para oferecer uma alternativa robusta e confiável. A capacidade do OPC Tunneller de oferecer conectividade de OPC DA, OPC HDA e OPC A&E segura e estável, onde haja comunicações de DCOM falhas ou que não possam ser estabelecidas, é um passo na direção certa, no sentido de criar arquiteturas baseadas em padrões abertos, suficientemente escaláveis e robustas para se adaptar às necessidades de automação e controle da indústria hoje e no futuro.
O Matrikon OPC Tunneller proporciona uma maneira fácil, confiável e segura de comunicação entre computadores em rede. Isso elimina preocupações tipicamente associadas com a configuração do DCOM. Não há mais diferenças de protocolos, configurações de segurança, ou localização física dos equipamentos durante o compartilhamento de dados entre computadores. Isso é obtido pela simples instalação do MatrikonOPC Tunneller no OPC Client e no OPC Server, indicando ao Tunneller Client onde o Tunneller Server está. O Matrikon OPC Tunneller permite inclusive timeouts configuráveis, dando assim ao usuário um controle completo.