OPC UA -datan välittäminen asynkroniselle viestiväylälle
Sulunsilta, Jani (2023)
2023
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-11-24
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202311149628
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202311149628
Tiivistelmä
Pilvipalveluiden, koneoppimisen ja muiden uusien tekniikoiden yleistyessä automaatiojärjestelmiltä vaaditaan entistä enemmän verkottumista muiden laitteiden ja järjestelmien välillä. Automaatiojärjestelmien elinkaari on kuitenkin huomattavan pitkä, kun peilataan jatkuvasti kehittyviin IoT-järjestelmiin ja data-analytiikan työkaluihin, joten olemassa olevan datan saaminen hyötykäyttöön automaatiolaitteista ei ole itsestään selvää. OPC UA on tarjonnut standardoidun tavan jakaa ja hyödyntää dataa automaatioverkoissa, mutta dataa hyödyntävien komponenttien määrän kasvu vaatii järjestelmiltä uusia kykyjä. Tähän haasteeseen OPC Foundationin OPC UA -standardin 14. osa, PubSub, pyrkii vastaamaan.
Tämän työn tarkoituksena on selvittää, miten OPC UA dataa voidaan välittää asynkroniselle viestiväylälle. Asynkroninen viestiväylä mahdollistaa lukuisien datan tuottajien ja kuluttajien kohtaamisen Publish/Subscribe-arkkitehtuurilla. Lisäksi viestiväylä on arkkitehtuurina yksinkertainen ja helpottaa eri sovellusten ylläpitoa.
Työssä löydettiin datan välitykseen soveltuvia tekniikoita ja olemassa olevia toteutuksia. Tekniikoiden osalta keskityttiin erityisesti OPC UA PubSub -määrittelyssä käytettyihin viestiväyläohjelmistoon perustuviin AMQP- ja MQTT-protokolliin. Työssä havaittiin, että edellä mainituista MQTT on huomattavasti yleisemmin käytössä OPC UA PubSub -määrittelyn mukaisissa toteutuksissa, sekä vastaavan toiminnallisuuden tuottavissa kolmannen osapuolen ohjelmistoissa. Työn keskeisenä osana oli demonstraatiosovellus, jolla OPC UA -dataa voidaan hakea ja välittää RabbitMQ -viestiväylälle AMQP-protokollaa käyttäen. Sovellus toteutettiin OPC UA PubSub-määrittelyä soveltuvilta osin mukaillen ja sitä käyttäen siirrettiin onnistuneesti OPC UA dataa viestiväylälle.
Tämän työn tarkoituksena on selvittää, miten OPC UA dataa voidaan välittää asynkroniselle viestiväylälle. Asynkroninen viestiväylä mahdollistaa lukuisien datan tuottajien ja kuluttajien kohtaamisen Publish/Subscribe-arkkitehtuurilla. Lisäksi viestiväylä on arkkitehtuurina yksinkertainen ja helpottaa eri sovellusten ylläpitoa.
Työssä löydettiin datan välitykseen soveltuvia tekniikoita ja olemassa olevia toteutuksia. Tekniikoiden osalta keskityttiin erityisesti OPC UA PubSub -määrittelyssä käytettyihin viestiväyläohjelmistoon perustuviin AMQP- ja MQTT-protokolliin. Työssä havaittiin, että edellä mainituista MQTT on huomattavasti yleisemmin käytössä OPC UA PubSub -määrittelyn mukaisissa toteutuksissa, sekä vastaavan toiminnallisuuden tuottavissa kolmannen osapuolen ohjelmistoissa. Työn keskeisenä osana oli demonstraatiosovellus, jolla OPC UA -dataa voidaan hakea ja välittää RabbitMQ -viestiväylälle AMQP-protokollaa käyttäen. Sovellus toteutettiin OPC UA PubSub-määrittelyä soveltuvilta osin mukaillen ja sitä käyttäen siirrettiin onnistuneesti OPC UA dataa viestiväylälle.