OPC UA -asiakassovelluksen kehittäminen OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymiseksi
Nieminen, Mikko (2018)
2018
Automaatiotekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-09-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201808292225
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201808292225
Tiivistelmä
Teollisuus 4.0:n eli niin sanotun neljännen teollisen vallankumouksen myötä teollisuuden laitteet ja järjestelmät kytketään verkkoon tietojen välittämistä ja yhteistoimintaa varten. Eri valmistajien laitteiden ja järjestelmien kommunikointiin tarvitaan yhtenäinen ja standardoitu tapa kuvata ja siirtää tietoa. Yksi tällaisista tavoista on OPC (Open Platform Communications). OPC on kokoelma automaation tiedonsiirron spesifikaatioita, jotka määrittävät, miten laitteiden ja järjestelmien tietoja esitetään ja välitetään.
EloWise on modulaarinen tiedonhallintatyökalu, jota käytetään erilaisissa tuotannonohjauksen ja tuotteen elinkaaren hallinnan sovelluksissa. EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu useita yleisiä tiedonsiirtoprotokollia ja -teknologioita käyttäviä moduuleja, jotka mahdollistavat EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen ja yhteistoiminnan eri laitteiden ja järjestelmien kanssa. Aikaisemmin EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu Elomatic Automation Interface -moduuli, joka on mahdollistanut tiedonsiirron OPC Classic -tekniikoihin kuuluvalla OPC Data Access -tekniikalla. Tämän diplomityön tavoitteena oli päivittää EloWise OPC UA -yhdistettävyyttä varten.
Työn ensimmäisessä vaiheessa tehtiin kirjallisuuskatsaus OPC-tekniikoihin, menetelmiin OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymiseen ja saatavilla oleviin OPC UA -kehitystyökaluihin ja -pinoihin. Kirjallisuuskatsauksen pohjalta valittiin EloWise-tiedonhallintatyökalun päivityksessä käytettävä menetelmä OPC Classic -tekniikasta OPC UA:han siirtymiseen. Menetelmäksi valittiin uuden OPC UA -asiakassovellusmoduulin kehitys, jotta aikaisempi toteutus ei rajoittanut kehitystä ja pystyttiin hyödyntämään kaikkia OPC UA:n ominaisuuksia. Menetelmän valinnan jälkeen vertailtiin OPC UA -kehitystyökaluja ja -pinoja asiakassovelluksen kehitystä varten. Kehitykseen valittiin Node.js -pohjainen OPC UA -toteutus, NodeOPCUA, sen riittävien toimintojen ja sallivan Massachusetts Institute of Technology -lisenssin takia.
NodeOPCUA-toteutusta ja muita avoimen lähdekoodin ohjelmakirjastoja käyttäen toteutettiin OPC UA -asiakassovellusmoduuli. Toteutettu OPC UA -asiakassovellusmoduuli mahdollistaa EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen OPC UA -palvelimiin ja sen avulla EloWise-tiedonhallintatyökalun kautta pystytään keräämään tietoja ja hallinnoimaan OPC UA-palvelimien yhteydessä olevia laitteita ja järjestelmiä. Tätä diplomityötä voidaan käyttää apuna OPC UA -asiakassovelluksen kehityksessä tai toteutettaessa OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymistä
EloWise on modulaarinen tiedonhallintatyökalu, jota käytetään erilaisissa tuotannonohjauksen ja tuotteen elinkaaren hallinnan sovelluksissa. EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu useita yleisiä tiedonsiirtoprotokollia ja -teknologioita käyttäviä moduuleja, jotka mahdollistavat EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen ja yhteistoiminnan eri laitteiden ja järjestelmien kanssa. Aikaisemmin EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu Elomatic Automation Interface -moduuli, joka on mahdollistanut tiedonsiirron OPC Classic -tekniikoihin kuuluvalla OPC Data Access -tekniikalla. Tämän diplomityön tavoitteena oli päivittää EloWise OPC UA -yhdistettävyyttä varten.
Työn ensimmäisessä vaiheessa tehtiin kirjallisuuskatsaus OPC-tekniikoihin, menetelmiin OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymiseen ja saatavilla oleviin OPC UA -kehitystyökaluihin ja -pinoihin. Kirjallisuuskatsauksen pohjalta valittiin EloWise-tiedonhallintatyökalun päivityksessä käytettävä menetelmä OPC Classic -tekniikasta OPC UA:han siirtymiseen. Menetelmäksi valittiin uuden OPC UA -asiakassovellusmoduulin kehitys, jotta aikaisempi toteutus ei rajoittanut kehitystä ja pystyttiin hyödyntämään kaikkia OPC UA:n ominaisuuksia. Menetelmän valinnan jälkeen vertailtiin OPC UA -kehitystyökaluja ja -pinoja asiakassovelluksen kehitystä varten. Kehitykseen valittiin Node.js -pohjainen OPC UA -toteutus, NodeOPCUA, sen riittävien toimintojen ja sallivan Massachusetts Institute of Technology -lisenssin takia.
NodeOPCUA-toteutusta ja muita avoimen lähdekoodin ohjelmakirjastoja käyttäen toteutettiin OPC UA -asiakassovellusmoduuli. Toteutettu OPC UA -asiakassovellusmoduuli mahdollistaa EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen OPC UA -palvelimiin ja sen avulla EloWise-tiedonhallintatyökalun kautta pystytään keräämään tietoja ja hallinnoimaan OPC UA-palvelimien yhteydessä olevia laitteita ja järjestelmiä. Tätä diplomityötä voidaan käyttää apuna OPC UA -asiakassovelluksen kehityksessä tai toteutettaessa OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymistä