特集:IoTがもたらす製造業の革新〜進化する製品、サービス、工場のかたち〜
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» 2016年04月19日 10時30分 公開

IoT観測所(20):インダストリー4.0で重要な役目を果たす、Windows生まれの「OPC UA」 (2/3)

[大原 雄介,MONOist]

OPC Classicの先見性

 ここでOPC Classicが偉かった(?)のは、事実上、物理層の定めがなかった事だ。OPC ClassicはOPC DA(Data Access)、AE(Alarm & Events)、HDA(Historical Data Access)の3つが定義されている。DAは値やタイムスタンプ、品質情報などを、AEは状態の値、状態の管理、アラーム及びイベントのメッセージ交換を、HDAは履歴データやタイムスタンプ付きデータに対する問い合わせ方法や分析機能などをそれぞれ定義している。

 ただいずれの仕様もWindows OLEのベースであるCOM/DCOM(Distributed Component Object Model)に基づくものとなっている。つまり、ベースとしてWindowsが動作するPC(それもWindows 95ないしWindows NT 4.0以降)が要求されており、逆にこれらのPCがサポートするTCP/IPベースのネットワーク(でないとCOM/DCOMが動かない)であれば何でもいい、という形で実装されたことだ。

 この結果として既存フィールドバスはもちろんのこと、RS422やRS485といったシリアル通信で接続されていた機器であっても、そこに1台のWindows PCを介在させるだけでOPCとして管理することが可能になった。Photo01の図で言えば、PLCとかDCSにも、そのそばにOPCで接続するためのWindows PCを1台挟み込んでいる形だ。

 さてこの第一世代のOPC(OPC Classic)はそれなりに成功を収めたが、Windowsをベースにしているというのはどうしてもいろいろな制約が出るのも事実であり、もう少しオープンな環境向けの仕様が必要という議論になった。またOPC Classicが実際に製造施設などで利用される事になり、ここからのさらなる要求も出てきた。

 こうした要求に向けて、新しく仕様が定められたのがOPC UA(Unified Architecture)である。このOPC UAの仕様がリリースされたのは2008年の事で、OPC Classicの1996年から12年も掛かっている計算だ。

 実はこの間に、幾つかのバージョンが挟まっている。まずXMLとSOAPが登場した事により、これをベースとしたXML DAと呼ばれる仕様が2003年に策定された。また、登場時期的にはOPC UAの後になってしまったのだが、OLE(というか、COM/DCOM)が古くなってしまった事もあり、途中でOPC .NET 3.0(正式名称はOPC Xi:Express Interface)と呼ばれる、OLEを.NETに置き換えたものがリリースされているが、これは通信方式をWCF(Windows Communication Foundation)に入れ替えただけのものである。

OPC UAの特徴

 さてこのOPC UAはOPC Classicとの後方互換性をきちんと保ちつつ、大幅な機能拡張を施した。具体的にOPC UAの特徴として挙げられているものとしては以下のようなものとなる。

  • 後方互換性:全てのOPC Classicが提供するサービスに相当するものが、OPC UAでも同じようにマッピングされている。
  • プラットフォーム非依存:マイクロコントローラーからクラウドサービスまで利用可能
  • セキュリティ:暗号化、認証、及び監査のシステムが取り入れられた
  • 拡張性:新しい機能を既存のアプリケーションに影響を及ぼす事無く追加できる
  • 包括的な情報モデリング:複雑な情報の定義が可能になった

 Photo02がそのOPC UAで提供されるInformation Modelである。

photo OPC UAで提供されるInformation Model(出展:「製造業XMLフォーラム2008」における「OPCの最新動向」、製造科学技術センター、2008年)

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