RTI kondigt OMG-adoptie van OPC UA/DDS Gateway-standaard aan

Het integreren van diverse connectiviteitsoplossingen en standaarden blijft een top-uitdaging voor systeemontwerpers en integrators die complexe Industrial IoT-ecosystemen bouwen.

RTI drijft de Industrial IoT-revolutie door het creëren van gestandaardiseerde connectiviteitsgateways die DDS-systemen in staat stellen naadloos te interopereren met andere kernframeworks. Dit jaar introduceerden we een standaard OPC UA/DDS Gateway – een brug tussen twee van de meest prominente communicatieprotocollen in de industrie – en we zijn verheugd de recente adoptie door de Object Management Group (OMG) aan te kondigen.

OPC UA/DDS Gateway Specificatie

In een gezamenlijke initiatief tussen de OMG en de OPC Foundation werd de samenwerking op DDS en OPC UA connectiviteitsstandaarden vorig jaar aangekondigd. Hierop volgde de OMG een RFP voor een standaard OPC UA/DDS Gateway om transparante interoperabiliteit tussen DDS- en OPC UA-applicaties te mogelijk maken. RTI reageerde met een uitgebreid 140-pagina's voorstel, waarin feedback van DDS- en OPC UA-gebruikers en -leveranciers was verwerkt, wat goedkeuring kreeg op de maart OMG Technical Meeting. Dit artikel biedt een beknopt overzicht van de specificatie en toont de prototypes die we bouwden om het te valideren.

Specificatie Overzicht

De OPC UA/DDS Gateway specificatie heeft als doel DDS- en OPC UA-applicaties in staat te stellen naadloos te interopereren met behulp van elk framework's native mechanismen. Het adressert twee kernuitdagingen:

• Het bouwen van een OPC UA naar DDS Bridge die DDS-applicaties in staat stelt te opereren binnen de AddressSpace van een OPC UA Server met behulp van DDS publish-subscribe en RPC-mogelijkheden.
• Het bouwen van een DDS naar OPC UA Bridge die OPC UA Client-applicaties in staat stelt als first-class burgers in de DDS Global Data Space te handelen via standaard OPC UA-services.

Figuur 1: OPC UA/DDS Gateway Concept

OPC UA naar DDS Bridge

De OPC UA naar DDS Bridge stelt DDS-applicaties in staat om data te lezen, schrijven en te abonneren binnen de AddressSpace van een OPC UA Server. Deze functionaliteit is cruciaal voor het integreren van OPC UA-ingeschakelde apparaten in systemen die DDS's schaalbaarheid en QoS-functies vereisen. Figuur 2 illustreert een typische implementatie waarbij DDS-applicaties via het DDS-RTPS wire-protocol geabonneerd zijn op informatie van OPC UA Servers die het OPC UA Binary Protocol gebruiken.

Figuur 2: OPC UA naar DDS Bridge

De werking van de bridge is eenvoudig: aan de OPC UA-kant creëert het een client die verbindt met een server en standaard OPC UA-services uitvoert zoals Read, Write en subscription management. Aan de DDS-kant instantieert het een set DataReaders en DataWriters om te interageren met DDS-topics.

De specificatie splitst de data die aan DDS wordt blootgesteld in twee categorieën:

• Service Set Mappings – DDS-services die de meeste OPC UA-services emuleren met behulp van de OMG RPC over DDS specificatie, wat DDS-requesters in staat stelt operaties zoals Read, Write en Browse aan te roepen.
• Subscription Model Mapping – een vereenvoudigde mapping van de OPC UA Server die integrators in staat stelt meerdere MonitoredItems te combineren in DDS-topics, wat een krachtige modelleringbenadering biedt voor DDS-consumenten.

Om configuratie te vereenvoudigen, hebben we een XML-schema gedefinieerd. Hieronder volgt een beknopt voorbeeld van een OPC UA/DDS Gateway configuratiebestand voor een OPC UA naar DDS Bridge.

<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: OPC UA/DDS Gateway Configuratievoorbeeld (OPC UA naar DDS Bridge)

Het configuratiebestand is als volgt gestructureerd:

• Het definieert DDS-datatypes die de topics beschrijven die door de mappings worden aangemaakt.
• Het declareert een gateway-instantie die een OPC UA naar DDS Bridge instantieert, inclusief een OPC UA clientverbinding en een DDS DomainParticipant.
• Het configureert de service sets die aan DDS-applicaties worden blootgesteld, zoals de Attribute Service Set voor one-shot reads of writes.
• Het specificatieert OPC UA inputs (subscriptions op MonitoredItems) en DDS outputs (topic publicaties), met mapping toewijzingen die inputs koppelen aan outputvelden.

DDS naar OPC UA Bridge

De DDS naar OPC UA Bridge stelt OPC UA Client-applicaties in staat om volledig deel te nemen aan de DDS Global Data Space. Deze functionaliteit stelt bestaande OPC UA-clients en tools in staat om DDS-topics, instanties en datatypes over meerdere DDS-domeinen te browsen, en maatgemaakte subscriptions aan te maken. Figuur 3 demonstreert een implementatie waarbij OPC UA Clients het Binary Protocol gebruiken om toegang te krijgen tot informatie die door DDS-applicaties via het native DDS-RTPS-protocol wordt aangeboden.

Figuur 3: DDS naar OPC UA Bridge

In essentie modelleert de DDS naar OPC UA Bridge de DDS Global Data Space binnen de address space van een OPC UA Server. Het definieert Objects en Variable Nodes voor DDS-domeinen, topics, instanties en datatypes, en blootstelt ze via standaard OPC UA-services. Een XML-configuratieschema stelt integrators in staat te kiezen welke delen van de DDS-ruimte in de OPC UA address space worden vertegenwoordigd.

<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: OPC UA/DDS Gateway Configuratievoorbeeld (DDS naar OPC UA Bridge)

Het configuratiebestand is als volgt georganiseerd:

• Het definieert de DDS-datatypes die door de gateway worden geïnstantieerd.
• Het declareert een gateway-instantie die een DDS naar OPC UA Bridge instantieert, inclusief een OPC UA Server en meerdere DDS DomainParticipants.
• Het selecteert DDS-domeinen die in de OPC UA address space worden vertegenwoordigd.
• Het specificatieert DDS-topics – ofwel expliciet of via Topic Groups die reguliere expressies gebruiken op topicnaam, type, etc.

Prototypes en Demo's

Om de specificatie te valideren en community-feedback te verzamelen, ontwikkelden we een reeks prototypes en demo's gepresenteerd op grote evenementen. Vorig jaar toonden we ons eerste prototype op Embedded World en Hannover Messe, gebouwd op RTI Routing Service, een toonaangevend platform voor het overbruggen van connectiviteitstechnologieën. Dit prototype focuste op het mappen van het OPC UA subscription-model naar DDS en op het bieden van configuratiemechanismen om integratie te vereenvoudigen.

Dit jaar zullen we de omgekeerde kant van de gateway demonstreren op Hannover Messe, met een lichtgewicht prototype dat de DDS Global Data Space blootstelt via een embedded OPC UA Server. Deelnemers kunnen observeren hoe een generieke OPC UA-client kan abonneren op DDS-data met native OPC UA-services.

Als u van plan bent Hannover Messe te bezoeken, kom ons bezoeken op de IIC-paviljoen (Hal 8 #C24) voor een live demo. Als u het niet kunt maken, zullen we binnenkort meer details publiceren – blijf op de hoogte!

OPC UA/DDS Gateway als Kern Connectiviteitsgateway

De OPC UA/DDS Gateway is een cruciale component van de Industrial IoT-revolutie. Het Industrial Internet Consortium's Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) identificeert kernconnectiviteitsstandaarden – DDS, OPC UA, HTTP/Web Services en oneM2M – om integratie over functionele domeinen te stroomlijnen. De IICF's assessment-template evalueert oplossingen op business, usage, functionaliteit en implementatiecriteria. Kernconnectiviteitsgateways, zoals gedefinieerd door het IICF, behouden datasyntaxis om transparante interoperabiliteit over domeinen te garanderen.

Figuur 4: Een standaard connectiviteitsgateway stelt interoperabiliteit over domeinen in.

RTI i

[1] [2]  >