OPC UA/DDS 게이트웨이 표준 발표

시스템 설계자와 시스템 통합자가 복잡한 산업용 사물 인터넷(IoT) 시스템을 배포할 때 직면하는 가장 중요한 문제 중 하나는 다양한 연결 솔루션과 표준을 통합하는 것입니다.

RTI는 산업용 IoT 혁명을 가속화하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 지난 몇 년 동안 우리는 DDS 시스템이 다른 핵심 연결 프레임워크와 쉽게 통합할 수 있도록 표준 연결 게이트웨이를 개발했습니다. 올해 우리는 가장 잘 알려진 두 가지 산업용 IoT 통신 프레임워크 사이의 다리인 표준 OPC UA/DDS 게이트웨이 작업을 진행했습니다. 이 게이트웨이가 OMG(Object Management Group)에서 채택되었음을 알려드리게 되어 기쁩니다.

OPC UA/DDS 게이트웨이 사양

작년에 OMG와 OPC Foundation은 DDS 및 OPC UA 연결 표준을 위한 협력 전략을 발표했습니다. 그 발표에 따라 OMG는 DDS와 OPC UA 애플리케이션 간의 투명한 상호 운용성을 가능하게 하기 위해 표준 OPC UA/DDS 게이트웨이의 정의에 대한 제안 요청(RFP)을 발행했습니다.

우리는 도전을 받아 3월 OMG 기술 회의에서 투표 및 채택된 DDS 및 OPC UA 사용자 및 공급업체의 의견을 반영하여 140페이지 분량의 제안서를 작성했습니다. 이 블로그 게시물은 새 사양에 대한 개요를 제공하고 새 표준을 검증하기 위해 개발한 프로토타입에 대해 설명합니다.

사양 개요

OPC UA/DDS 게이트웨이 사양의 목표는 DDS 및 OPC UA 애플리케이션이 각 특정 프레임워크의 기본 메커니즘을 사용하여 투명하게 상호 운용할 수 있도록 하는 것입니다. 실제로 이것은 두 가지 개별 문제를 해결하는 것을 의미합니다.

<울>

ODS 애플리케이션이 AddressSpace에서 작동할 수 있도록 OPC UA 대 DDS 브리지 구축 표준 DDS 데이터 중심 게시-구독 기능 및 RPC over DDS 메커니즘을 사용하는 OPC UA 서버의

OPC UA 클라이언트 애플리케이션이 표준 OPC UA 서비스를 사용하여 DDS 글로벌 데이터 공간에 일류 시민으로 참여할 수 있도록 DDS-OPC UA 브리지를 구축합니다.

그림 1:OPC UA/DDS 게이트웨이 개념

OPC UA에서 DDS 브리지로

OPC UA to DDS Bridge를 사용하면 DDS 애플리케이션이 AddressSpace의 정보를 읽고, 쓰고, 구독할 수 있습니다. OPC UA 서버의. 게이트웨이의 이 측면은 커뮤니티에서 필요로 하는 일부 사용 사례를 충족합니다. 예를 들어 OPC UA 지원 장치를 DDS의 확장성 및 QoS 기능이 필요한 대규모 시스템 시스템에 통합할 수 있습니다. 그림 2는 두 개의 DDS 응용 프로그램이 DDS-RTPS 유선 프로토콜을 사용하여 OPC UA 바이너리 프로토콜을 사용하는 두 개의 OPC UA 서버에서 제공하는 정보에 가입하는 이러한 종류의 배포를 보여줍니다.

그림 2:OPC UA 대 DDS 브리지

OPC UA에서 DDS Bridge로의 동작은 매우 간단합니다. 한쪽에서 게이트웨이는 서버에 연결할 수 있고 OPC UA 서비스를 사용하여 일련의 작업을 수행할 수 있는 OPC UA 클라이언트를 인스턴스화합니다. (예:속성 서비스 세트 사용 읽기 그리고 쓰기 , 구독 사용 및 MonitoredItems 서비스 세트 데이터 변경 및 이벤트를 구독하기 위해). 반면에 게이트웨이는 DataReaders 세트를 인스턴스화합니다. 및 DataWriters DDS 측과 필요한 상호 작용을 처리할 수 있습니다.

사양은 DDS 애플리케이션에 노출되는 정보를 두 가지 범주로 나눕니다.

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서비스 세트 매핑 - OMG RPC over DDS 사양에 정의된 메커니즘을 사용하여 대부분의 표준 OPC UA 서비스와 동등한 DDS 서비스를 제공합니다. 이러한 매핑을 통해 DDS 요청자는 읽기와 같은 서비스를 호출할 수 있습니다. 또는 쓰기 동등한 OPC UA 서비스 수행 작업 또는 찾아보기 서비스 호출 AddressSpace 탐색 서버.

구독 모델 매핑 - DDS 애플리케이션에 OPC UA 서버의 단순화된 매핑을 제공합니다. . 이 매핑을 통해 시스템 통합자는 MonitoredItems를 결합할 수 있습니다. DDS 주제에 대한 하나 이상의 구독에 대해 DDS 애플리케이션에서 정보가 전송 및 소비되는 방식을 모델링하는 강력한 방법을 제공합니다.

시스템 통합자의 작업을 용이하게 하기 위해 OPC UA를 DDS Bridge로 구성하는 XML 구문을 정의했습니다. 아래 스니펫은 간단한 OPC UA/DDS 게이트웨이 구성 파일을 보여줍니다.

<사전>
<종류>
<구조체>...


...
...

...
<구독>
...
...
...
...
<매핑>...



목록 1:OPC UA/DDS 게이트웨이 구성 예(OPC UA에서 DDS 브리지로)

구성 파일은 다음과 같이 구성됩니다.

<울>

구성 파일에 지정된 매핑의 결과로 생성될 DDS 주제를 설명하는 DDS 유형을 정의합니다. 이는 다른 프로세스 또는 시스템에 배포될 수 있는 OPC UA/DDS 게이트웨이 구성에서 사용할 수 있습니다.

OPC UA에서 DDS로의 브리지를 인스턴스화하는 게이트웨이 인스턴스를 정의합니다(또한 DDS에서 OPC로의 브리지를 포함할 수 있음). 한쪽에서 이 브리지는 OPC UA 연결(OPC UA 클라이언트를 인스턴스화하여 서버에 연결)과 DomainParticipant를 사용합니다. 다른 쪽(DDS 엔터티 생성 처리).

DDS 애플리케이션에 노출하려는 서비스 세트를 구성합니다(예:속성 서비스 세트 AddressSpace의 정보를 한 번에 읽거나 쓸 수 있도록 합니다. OPC UA 서버 ).

OPC UA 입력 세트(예:OPC UA MonitoredItems에 대한 구독)를 구성합니다. ) 및 DDS 출력(DDS 주제 간행물 ). MonitoredItems 입력에 지정된 하나 이상의 DDS 출력 필드에 할당할 수 있습니다. 이 프로세스는 매핑 섹션 내의 할당에 의해 처리됩니다.

DDS에서 OPC UA 브릿지로

DDS to OPC UA Bridge를 통해 OPC UA 클라이언트 애플리케이션은 DDS 글로벌 데이터 공간에서 일류 시민으로 참여할 수 있습니다. 게이트웨이의 이 측면은 DDS 및 OPC UA 사용자와 논의한 나머지 사용 사례도 충족합니다. 예를 들어, 기존 OPC UA 클라이언트 및 도구가 DDS 애플리케이션이 서로 다른 DDS 도메인에서 교환하는 주제 및 인스턴스를 탐색하고 해당 주제의 구성원에 대한 맞춤형 구독을 구성하는 것을 가능하게 합니다. 그림 3은 OPC UA 클라이언트 응용 프로그램이 OPC UA 바이너리 프로토콜을 사용하여 DDS 응용 프로그램이 기본 DDS-RTPS 유선 프로토콜을 사용하여 제공하는 정보에 액세스하는 이러한 종류의 배포를 보여줍니다.

그림 3:DDS-OPC UA 브리지

간단히 말해서 DDS 대 OPC UA 브리지는 DDS 전역 데이터 공간을 나타내는 OPC UA 정보 모델을 정의합니다. 즉, DDS 도메인, 주제, 인스턴스 및 데이터 유형을 나타내는 개체 및 변수 노드 집합을 정의합니다. 게이트웨이에 내장된 OPC UA 서버에 이 정보 모델을 배포합니다. 이 서버는 클라이언트가 DDS 글로벌 데이터 공간의 정보를 탐색하고 적절한 OPC UA 서비스 세트를 사용하여 정보를 읽고, 쓰고, 구독할 수 있도록 하는 모든 표준 메커니즘을 제공합니다. .

사양에서 DDS를 OPC UA 브리지로 구성하기 위한 XML 구문도 정의했습니다. 이를 통해 시스템 통합자는 DDS 전역 데이터 공간의 어느 부분이 AddressSpace에 표시되는지 결정할 수 있습니다. 따라서 OPC UA 클라이언트에 노출됩니다. 아래 스니펫은 간단한 OPC UA/DDS 게이트웨이 구성 파일을 보여줍니다.

<사전>
<종류>
<구조체>...


...
...
...

<도메인>
...
<주제>...

<도메인>
...



목록 2:OPC UA/DDS 게이트웨이 구성 예(ODS에서 OPC UA 브리지로)

구성 파일은 다음과 같이 구성됩니다.

<울>

OPC UA 대 DDS 브리지의 경우 OPC UA/DDS 게이트웨이 구성에 의해 인스턴스화될 DDS 데이터 유형을 정의합니다.

DDS를 OPC UA 브리지로 인스턴스화하는 OPC UA 게이트웨이 인스턴스를 정의합니다. 이 경우 브리지는 위에 구성된 OPC UA 서버와 DDS DomainParticipants 집합을 사용하여 DDS 전역 데이터 공간에 액세스합니다.

DDS 도메인을 구성합니다. AddressSpace에 표시됩니다. OPC UA 서버.

DDS 주제를 구성합니다. AddressSpace에 표시됩니다. OPC UA 서버의. 주제는 명시적으로 선택하거나 주제 이름, 유형 이름 등에 대한 정규식을 지정하는 구문을 제공하는 주제 그룹을 통해 선택할 수 있습니다.

프로토타입 및 데모

사양을 개발하고 솔루션의 타당성을 테스트하고 사용자와 공급업체로부터 피드백을 수집하기 위해 다양한 회의와 무역 박람회에서 선보인 수많은 프로토타입과 데모를 개발했습니다.

작년에 우리는 Embedded World와 Hannover Messe에서 첫 번째 프로토타입을 발표했습니다. 우리는 가장 잘 알려진 RTI 서비스 중 하나인 RTI Routing Service에 프로토타입을 구축했습니다. 이 서비스는 플러그형 API를 제공하여 다양한 연결 기술을 연결하는 어댑터를 구축합니다. 우리는 OPC UA 구독 모델을 DDS에 매핑하고 해당 매핑을 가능하게 하는 구성 메커니즘에 중점을 두었습니다.

올해 우리는 하노버 박람회에서 게이트웨이의 다른 면을 시연할 것입니다. 내장형 OPC UA 서버를 통해 DDS 글로벌 데이터 공간의 정보를 노출할 수 있는 OPC UA/DDS 게이트웨이의 간단한 프로토타입을 제시합니다. 일반 OPC UA 클라이언트 애플리케이션이 기본 OPC UA 서비스를 사용하여 DDS 글로벌 데이터 공간의 정보를 구독하는 것이 가능함을 보여줄 것입니다.

Hannover Messe에 참석하는 경우 IIC 파빌리온(Hall 8 #C24)에 있는 당사 부스에 들러 라이브 데모를 확인하세요! 참여하지 못하셨다면 곧 새로운 데모에 대한 자세한 내용을 게시할 예정이니 계속 지켜봐 주시기 바랍니다!

핵심 연결 게이트웨이로서의 OPC UA/DDS 게이트웨이

결론적으로 우리는 산업용 IoT 혁명의 맥락에서 OPC UA/DDS 게이트웨이의 중요성을 강조하고자 합니다.

작년에 Industrial Internet Consortium은 연결 기술을 평가하기 위한 일련의 기준을 정의하고 산업용 IoT 연결 문제를 해결하기 위한 새로운 접근 방식을 도입하는 참조 아키텍처인 IICF(Industrial Internet Connectivity Framework)를 발표했습니다.

이전 블로그 게시물에서 설명했듯이 IICF는 특정 기능 도메인의 기준선으로 선택되는 핵심 연결 표준의 개념을 소개합니다. 이러한 표준을 평가하기 위해 IICF는 비즈니스(예:목적, 성숙도 또는 안정성), 사용(예:아키텍처, 보안 또는 안전), 기능(예:데이터) 측면에서 잘 정의된 기준에 따라 연결 솔루션에 대한 평가 템플릿을 정의합니다. 모델링, 통신 패턴 또는 API, QoS 기능) 및 구현(예:성능 또는 확장성 고려 사항). IICF는 이러한 기준에 따라 DDS, OPC UA, HTTP/웹 서비스 및 oneM2M의 4가지 핵심 연결 표준을 식별하고 권장했습니다.

특정 기능 도메인에 대한 기본 핵심 연결 표준을 선택하면 레거시 시스템 및 기타 연결 기술이 도메인별 게이트웨이를 통해 더 넓은 시스템에 통합될 수 있으므로 산업용 IoT 연결 문제를 단순화합니다. 그러나 복잡한 산업용 IoT 시스템은 종종 기능 영역에 걸쳐 있으며 다양한 핵심 연결 프레임워크의 통합이 필요합니다. 이 문제를 해결하기 위해 IICF는 핵심 연결 게이트웨이 개념을 도입했습니다(그림 4 참조). 핵심 연결 게이트웨이는 표준을 기반으로 해야 하며 투명한 상호 운용성을 보장하기 위해 데이터의 구문 구조를 보존해야 합니다.

그림 4:표준 연결 게이트웨이는 도메인 간 상호 운용성을 허용합니다.

RTI는 표준 연결 게이트웨이 개발에 완전히 투자했습니다. 올해 우리는 OPC UA/DDS 게이트웨이에 초점을 맞춰 산업용 IoT의 가장 잘 알려진 두 가지 통신 프레임워크 사이의 다리를 구축했습니다. RTI Connext DDS 5.3.0에서는 RTI 웹 통합 서비스의 첫 번째 일반 액세스 릴리스인 첫 번째 표준 연결 게이트웨이를 도입했습니다. OMG Web-Enabled DDS 사양을 기반으로 하는 이 새로운 서비스를 통해 브라우저에서 실행되는 웹 애플리케이션이 DDS 글로벌 데이터 공간에 일류 시민으로 참여할 수 있습니다.

우리는 상호 운용성이 산업용 IoT의 성공의 열쇠라고 믿으며 기업이 산업용 인터넷 혁명을 실현할 수 있도록 계속 노력할 것입니다.