MQTT пен OPC UA: Өндірістік хаттамаларды өндіруші көзқарасынан бағдарлау
Ақылды өндіріс дәуірінде машиналар тек тапсырмаларды орындаудан гөрі көбірек істеуі керек. Олар қарым-қатынас жасауы тиіс. Бастапқы жабдық өндірушісі (OEM) ретінде, деректерді PLC жүйесінен бұлтты серверге немесе жергілікті мәліметтер қорына қалай тасымалдау керектігін таңдау маңызды жобалау шешімі болып табылады. MQTT мен OPC UA екеуі де деректерді тасымалдауды жеңілдетсе де, олардың негізіндегі құрылымдар өнеркәсіптік автоматтандыру саласында мүлде әртүрлі мақсаттарға қызмет етеді.
Өнеркәсіптік байланыс негіздері
Осы хаттамаларды түсіну үшін олардың тарихына көз жүгірту қажет. MQTT (Хабарлама кезекке қою телеметриясы) спутниктік мұнай құбырлары үшін шешім ретінде басталды. Оның жасаушылары үзілісті байланыстарды басқару үшін жеңіл, аз қуатты әдісті қажет етті. Ал OPC UA (Ашық платформа байланыстарының біріккен архитектурасы) Microsoft негізінен дамып, өндірушілерге тәуелсіз стандартқа айналды. Қазіргі таңда OPC қоры оны зауыттық автоматтандыру үшін қауіпсіз, платформаға тәуелсіз негіз ретінде ұстайды.
MQTT жариялау-жазылу моделінің механизмдері
MQTT «Жариялау/Жазылу» (Pub/Sub) архитектурасына сүйенеді. Бұл жүйеде орталық брокер барлық деректер ағынын басқарады. Құрылғы брокердегі нақты тақырыпқа деректерді «жариялайды». Сол себепті кез келген клиент сол тақырыпқа «жазылып», жаңартуларды алады. Бұл бөлінген тәсіл тұрақсыз байланысы бар қашықтағы сенсорларға өте қолайлы. Дегенмен, брокер орталықта болғандықтан, машина мен клиент екеуі де сол орталыққа жолды сақтауы тиіс.
OPC UA архитектурасының күрделілігі
Қарапайым хабарлама хаттамасынан айырмашылығы, OPC UA – кешенді байланыс архитектурасы. Ол клиент пен сервер арасында тікелей, бай байланыстарды қамтамасыз етеді. Бұл құрылым «шолу» мүмкіндігін береді, яғни сервер PLC ішкі тег құрылымын нақты уақытта зерттей алады. Pub/Sub қолдауына қарамастан, оның күші клиент/сервер моделінде. Сонымен қатар, ірі басқару жүйелері өндірушілері OPC UA-ны аппараттық құралдарына тікелей енгізеді, бірақ оны іске қосу көбінесе лицензияны талап етеді.
Бұлтпен интеграцияда MQTT артықшылықтары
MQTT өткізу қабілеті шектеулі немесе деректерді бұлт платформаларына жіберу қажет болғанда үздік. Оның кішкентай тақырып өлшемі кішігірім деректер үшін өте жылдам етеді. Сонымен қатар, AWS және Azure сияқты ірі бұлт провайдерлері MQTT-ны негізгі қабылдау хаттамасы ретінде пайдаланады. Бұл «Үлкен деректер» құралдарымен интеграцияны салыстырмалы түрде жеңілдетеді. Дегенмен, көптеген стандартты өнеркәсіптік автоматтандыру контроллерлері MQTT-ны тікелей қолдамайды, көбінесе сыртқы шлюздер немесе арнайы код қажет етеді.
Жоғары жылдамдықтағы деректер және OPC UA артықшылықтары
Қолданба сынақ стендісінен немесе моторды басқарудан жоғары жылдамдықтағы, синхрондалған деректерді талап еткенде, OPC UA әдетте үздік таңдау болады. Ол үлкен деректер жиындарын тиімді өңдейді және бастапқыда сенімді қауіпсіздік мүмкіндіктерін ұсынады. Өнеркәсіп стандарты болғандықтан, қазіргі заманғы көпшілік DCS және SCADA жүйелері OPC UA тегтерін қосымша аралық бағдарламасыз таниды. Бұл тікелей үйлесімділік зауыттық автоматтандыру жүйесінің ұзақ мерзімді қызмет көрсетуін жеңілдетеді.
Машинаңызға дұрыс хаттаманы таңдау
Соңғы шешім көбінесе тапсырыс берушінің қолданыстағы IT инфрақұрылымына байланысты болады. Егер зауытта белгілі бір технологиялық стек қолданылса, олар сіздің машинаңызға сол хаттаманы міндеттейді. Таңдау мүмкіндігі болса, деректеріңіздің қайда бағытталатынын ескеріңіз. Жергілікті, жоғары жылдамдықтағы машинадан машинаға (M2M) байланыс үшін OPC UA тереңірек интеграция ұсынады. Ал қашықтан бақылау немесе бұлт негізіндегі талдау мақсатында MQTT жеңілдетілген жол береді.
Автордың пікірі: аралас шындық
Менің кәсіби тәжірибемде «MQTT мен OPC UA» арасындағы талас көбінесе жалған қарама-қайшылық. Көптеген қазіргі өнеркәсіптік автоматтандыру жобалары екісін де пайдаланады. Мен жиі PLC мен HMI арасындағы жоғары жылдамдықтағы жергілікті басқару мен деректер алмасу үшін OPC UA қолданамын. Сол уақытта MQTT шлюзін пайдаланып, қысқартылған негізгі көрсеткіштерді бұлттық бақылау тақтасына жіберемін. OEM-дерге кеңесім: бір хаттамамен шектелмеңіз. Оның орнына тапсырыс берушінің нақты сандық экожүйесіне икемделетін икемді архитектура құрыңыз.
