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GENNAIO-FEBBRAIO 2025 FIELDBUS & NETWORKS 39 Fieldbus & Networks che utilizzava la tecnologia Microsoft COM/ Dcom e OLE Come. L’OPC DA e gli standard OPC sviluppati in seguito hanno posto le prime basi per un framework affidabile, interoperabile e scalabile per la comunicazione tra dispositivi di automazione e sistemi di controllo, facilitando l’acquisizione e la gestione dei dati di automa- zione per migliorare efficienza operativa, qualità del prodotto e la capacità di prendere decisioni basate sui dati. Per superare la dipendenza da Windows, che limitava l’interoperabilità con altri sistemi operativi, un’ulteriore evoluzione ha portato alla pubblicazione nel 2008 del protocollo OPC UA, Open platform communications unified architecture, standard industriale per lo scam- bio dati tra prodotti di diversi fornitori tramite l’interfaccia Ethernet di macchine e dispositivi, a prescindere dal sistema operativo. Le spe- cifiche del protocollo, regolato a livello inter- nazionale dalla norma IEC62541, offrono un ambiente di lavoro standard per creare modelli di informazione che consentono una comuni- cazione industriale aperta, deterministica e in tempo reale dei dati da una varietà di fonti, dispositivi, software e macchine. L’utilizzo del protocollo, quindi, assicura che i dati siano interpretati e comunicati in modo corretto e uniforme, e trasmessi in formati che possano essere compresi e utilizzati dai vari sistemi di automazione. Collegando fra loro componenti e macchine a livello OT, e consentendo così la convergenza con il livello IT superiore e verso il cloud, OPC UA permette di realizzare modelli di produzione basati sul concetto di Industria 4.0 e IIoT, implementando efficienza, flessibilità e scalabilità. Oltre a semplificare l’integrazione tra dispositivi e sistemi di produzione di diversi fornitori, OPC UA offre una vasta gamma di funzionalità avan- zate che migliorano l’efficienza e la sicurezza delle comunicazioni industriali, garantendo il corretto trasferimento dei dati e implementando meccanismi di sicurezza robusti, per esempio supportando autenticazione e crittografia, es- senziali in tempi in cui la connettività è sempre più pervasiva anche a livello delle reti OT. Modellazione delle informazioni con OPC Altra caratteristica importante del protocollo OPC UA è la spiccata capacità di modellare le informazioni gestendo una varietà di dati com- plessi, non solo trasmettendo dati numerici, ma anche gestendo dai strutturati, file, immagini e informazioni contestuali. Per garantire la flessi- bilità della comunicazione, infatti, al di là della mera condivisione dei dati, uno standard fun- zionale in ‘era IoT’ deve facilitare lo scambio di informazioni, e questo comporta il supporto di un modello semantico di metadati, che descriva i dati e il loro scopo, per abilitare un migliore utilizzo dei dati stessi. Ciò è molto importante quando si aggregano grandi quantità di valori da un ecosistema eterogeneo di sistemi di terze parti. Lo standard OPC UA, orientato agli oggetti e ai meccanismi di modellazione delle informazioni, soddisfa direttamente questo requisito; infatti, si basa su vari tipi di standard e protocolli scelti in base alla loro capacità di soddisfare le esi- genze di specifici casi d’uso. Per le comunica- zioni OPC UA client-server, per esempio, OPC UA utilizza un protocollo binario ottimizzato, ba- sato su TCP per lo scambio dati sulla porta 4840 registrata presso lo Iana; per le comunicazioni su cloud, OPC UA impiega protocolli popolari come Mqtt e Amqp; per la comunicazione sul campo, OPC UA utilizza UDP e protocolli spe- cializzati come TSN o 5G per la comunicazione deterministica. I web socket possono essere utilizzati anche per supportare i client OPC UA basati su browser. Nuovi binding di protocollo, come Quic (proto- collo Internet basato su UDP) possono essere integrati facilmente senza interrompere le funzionalità esistenti; infine, le interfacce Rest consentono la facile integrazione di informa- zioni relative ai componenti OT nei sistemi IT. Umati: un linguaggio comune per il machinery La OPC Foundation, dunque, mette a disposi- zione degli elementi costruttivi di base (buil- ding block) che i fornitori di tecnologie possono estendere tramite ‘companion specification’, aggiungendo informazioni relative ai loro spe- cifici dispositivi o a particolari comparti e appli- cazioni. In ambito machinery, Umati (Universal machine technology interface) è un progetto globale nato in Germania nel 2017 su iniziativa delle associazioni VDW e Vdma, con l’obiettivo di creare standard di interfaccia aperti basati su OPC UA, dedicati alle specifiche esigenze del settore della meccanica e dell’impiantistica, per il collegamento in rete e lo scambio dati tra macchine utensili, attrezzature ausiliarie, robot e sistemi di diversi fornitori. Umati semplifica la comunicazione tra macchine e impianti, o l’integrazione in ecosistemi IT spe- cifici in modo semplice, continuo e sicuro. Il pro- tocollo OPC 40001 è stato in particolare scelto dalla community Umati, che oggi comprende costruttori di macchine e impianti, produttori di software, fornitori di componenti e utenti, per la sua applicabilità a tutta l’industria dei costruttori di macchine. La prima versione della companion specification OPC UA for Machinery è stata presentata a settembre 2020; a oggi, per i macchinari, sono state pubblicate circa 25 specifiche complementari per varie tecnologie, quali robotica, sistemi di misura, macchine per materie plastiche e gomma, lavorazione del legno e macchine utensili; altre 30 sono in fase di sviluppo. La specifica complementare centrale OPC UA for Machinery contiene, inoltre, elementi costrut- tivi base fondamentali per l’intero settore della costruzione di macchine e impianti, abbrac- OPC UA è uno standard industriale per lo scambio dati tra prodotti di diversi fornitori tramite l’interfaccia Ethernet di macchine e dispositivi, a prescindere dal sistema operativo Fonte: foto Shutterstock