年12月15日日本OPC協議会技術部会 · AMQP UADP 将来検討： TSN、MQTT エンコーディング UA Binary JSON OPC UA 1.04 New !!! OPC UA Meta Model Built-in Information

Copyright © 2017, OPC Council Japan, All Rights Reserved

2017年12月15日

日本OPC協議会技術部会


10年以上に渡りマイナーバージョンの変更のみ。

既存のプロファイルやインターフェイスの削除や互換性を破壊する変更は行われていない。

1.04の背景

Industrie 4.0のRAMI4.0通信モデルへの採用

Industrie 4.0のユースケース視点での評価結果による必要機能の追加

バージョンリリース IEC 62541

1.00 (インターナル) 2006

1.01 2009 Ed1 2010

1.02 2012 Ed2 2013

1.03 2015

1.04 2017/E 予定 Ed3 2018 審議予定


Operational

Technology

Information

Technology

IT

Implemented

共創する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

The Industrial

Interoperability StandardTM


Operational

Technology

Information

Technology

IT

Implemented

共創する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

任意の相手にデータを転送できる


UA Binary

UA Secure

Conversation

UA TCP

TCP/IP

UA Binary

None

None

HTTPS

UA XML

WS Secure

Conversation

SOAP 1.2

HTTP

通信速度

速遅

インターネット親和性

低高


メインフレーム

ポータブル機器

デスクトップPC

サーバー

サーバークラスタ

コントローラ

様々な言語の UA API

• C/C++

• JAVA

• Microsoft .NET

組込み機器

VxWorksLinux

Windows 7Windows XP

Embedded

LinuxMacJava

Client

.NET

Client

C/C++

Client

Java

Server

.NET

Server

C/C++

Server


新トランスポートのサポート ITプラットフォームとの高い親和性◦ WebSocket

Pub / Sub アーキテクチャへの対応◦ トランスポート

AMQP

UADP

将来検討：

TSN、MQTT

◦ エンコーディング

UA Binary

JSON

OPC UA 1.04

New !!!

OPC UA Meta Model

Built-in Information Models

Companion Information Models

Vendor Specific ExtensionsServicesBrowse

Read / Write

Method Calls

Subscriptions

ProtocolsUA Binary TCP

HTTPS, SOAP

WebSocket, AMQP

Client/Server

ModelPubSubConfiguratio

n

Connections

MessageWriters

ProtocolsUADP

AMQP

More to evaluate

(TSN, MQTT)

Pub-Sub


OPC UA Server

Subscription Subscription

Client Client

OPC UA Server

Dataset

Client

Message Writer

Message Oriented Middleware

OPC UA Server

Dataset

Client Client

Message Writer

Publisher

Client / Server Publish / Subscriber (1:N)

Multicast

OPC UA Server

Dataset

Message Writer

Publish / Subscriber (N:1)

OPC UA 1.04

New !!!


Operational

Technology

Information

Technology

IT

Implemented

共創する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

統一された規則に基づき情報が表現され、相手（マシン）に伝達できる


一般的な定義◦ モデルを記述するための規則（モデル）

OPC UAでは◦ モノ・コト（情報）を記述する規則

◦ 意味、構造、振る舞い、メッセージ、関係

Object ModelVariable

---------

---------

Reference

Method

____()

____()

Event

N

N

Object-1

Object-2


Operation

Model

Maintenance

Model

論理空間

物理空間

物理モデル情報モデル

標準化

標準アプリ

参照

個別アプリ

After

OPC UAの世界

構造振る舞いメッセージ

Before

従来の生産システム


モデル定義基盤（Meta Model）の確立

基本デル構成要素（Built-in Information Model）の定義

拡張モデルの拡充◦ 協調領域（Companion Information Model）

◦ 競争領域（Vender Specific Extensions）

OPC UA Meta ModelBasic rules for exposing information with OPC UA

Built-in Information ModelsBase, DA, AC, HA, Prog, DI

Vendor Specific Extensions

情報を表すための規則

共通で利用する情報

業種に特化した情報

企業独自の情報

Companion Information ModelsPLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95,

AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW,

IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming


新たなデータ型のサポート

MethodノードにオプションプロパティDefaultInputValuesを追加◦ CallサービスでのMethod起動に引数指定が省略可能

ServerオブジェクトにLocalTimeプロパティを追加◦ OPC UAサーバーが動作している場所のタイムゾーンを指定

OPC UA Part9 Alarm and Conditionの仕様拡張◦ ISA18.2アラーム管理規格をサポート

OPC UA 1.04

New !!!

データ型説明

SelectionListType プロパティとして選択可能な値を定義でき、そこに指定されている値しか設定できない制約を与えるデータ型

KeyValuePair キーとその値のペアの集合を保持できるデータ型

AudioData 動画データを示すデータ型

Decimal 高精細な浮動小数を示すデータ型


省略をしない定義

簡略した定義

OPC UA 1.04

New !!!

リソースの少ないプラットフォームにもUAサーバーを搭載可能に。


Operational

Technology

Information

Technology

IT

Implemented

共創する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

データの完全性が維持され、且つ情報が保護される


認証と認可

保全性と機密性

アプリケーション認証

利用環境の妥当性

- Application Instance Certificate

ソフトウエア認証

ソフトウエアの妥当性

- Software Certificate

ユーザ認証

利用者の妥当性

- Username & Password

- WS-Security Token

- X.509 V3

ユーザ認可

アクセス制御

- Access Level

- Write Mask

- Executable

FIC001.SV=50.00

Write: FIC001.SV=50.00

メッセージ認証

暗号化


• 朱書きが新規追加• <XXXX> は実際の

BrowseNameは固有の識別子を持つノードを指す。

Server

オブジェクト

ServerCapability

コンポーネント

Roles


Role

オブジェクトRole


オブジェクト

<Role> オブジェクトクライアントのロールを決定する条件を定義。- ユーザー :接続しているクライアントユーザー- アプリケーション :接続しているクライアントアプリ- エンドポイント :接続時に指定されたUAサーバーエンドポイント

OPC UA 1.04

New !!!

全てのUAノードの共通属性NodeIdNodeClassBrowseNameDisplayName・・・・（略）・・・・RolePermissionsUserRolePermissions

ロール情報の追加（オプション）Role毎の利用可能サービスの定義Read/Write/Call

Namespaces


Role



オブジェクト

<Namespace> コンポーネントネームスペース毎の属性を定義。・・・・（略）・・・・

DefaultRolePermissions プロパティ（オプション）DefaultUserRolePermissions プロパティ（オプション）


OPC UA 1.04

New !!!

アプリケーション層アプリケーション層

コミュニケーション層コミュニケーション層

トランスポート層

Secure Channel

•ユーザ認証

•ユーザ権限の付与

• アプリケーション認証

• メッセージの完全性

• メッセージの機密性

•ユーザ認証

•ユーザ権限の付与

• アプリケーション認証

• メッセージの完全性

• メッセージの機密性

一部のサービスでSession接続がなくても呼び出しが可能◦ ユーザー認証処理が不要

ヘッダ情報にアクセストークンを指定して認可

シングルサインオンの実現： ITアプリとの連携

◦ Secure Channelでは暗号化の指定が必須

Session


全てのノードに共通なオプション属性としてAccessRestictionsが追加。

◦ 接続時のセキュリティポリシーによりそのノードへのアクセス可否を制限

None(0)、Sign(1)、Sign&Encript(2) を示すビットテーブル値

◦ Serverオブジェクト下にDefaultAccessRestirctionsというデフォルト定義情報を追加

ユーザー認証情報に、JWT（JSON Web Token）をサポート◦ JSONにセキュア処理を施してアカウントトークン情報を表現する仕様

OPC UA 1.04

New !!!

全てのUAノードの共通属性NodeIdNodeClassBrowseNameDisplayName・・・・（略）・・・・AccessRestribtions

Server

オブジェクトNamespaces


Role



オブジェクト<Namespace> コンポーネント・・・・（略）・・・・

DefaultAccessRestrictionsプロパティ（opt）


Operational

Technology

Information

Technology

IT

Implemented

共創する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

特定の課題に着目し、情報の収集、把握、分析、指示ができる


Integratability

統合性

Interoperability

相互運用性

Composability

結合可能性

相互運用能力

Syntactically

Connected

Grammatically

Connected

Semantically

Connected

1st

OPC

Classic

Level 4

Level 2

2nd

OPC UA

3rd

Information

Models

Level 6

出展：The Levels of Conceptual Interoperability Model:

Applying Systems Engineering Principles to M&S


日本OPC協議会URL: https://jp.opcfoundation.org

Documents

年12月15日 日本OPC協議会技術部会 · AMQP UADP 将来検討： TSN、MQTT エンコーディング UA Binary JSON OPC UA 1.04 New !!! OPC UA Meta Model Built-in Information

年12月15日日本OPC協議会技術部会 · AMQP UADP 将来検討： TSN、MQTT エンコーディング UA Binary JSON OPC UA 1.04 New !!! OPC UA Meta Model Built-in Information