[OPC]OPC

안녕하세요. 오늘은 OPC에 대하여 이야기를 해보려고 합니다.

1. OPC란?

OPC는 산업자동화 공간 및 기타 산업에서 안전하고 신뢰할 수 있는 데이터 교환을 위한 상호 운용성 표준입니다.  이러한 표준은 산업장치(PLC, SCADA, HMI 등)와 응용 프로그램 통신 프로토코톨을 간소화함으로써 하드웨어 제조업체가 중복해서 수행하던 작업들을 줄위기 위한 목적으로 OPC Foundation에서 개발한 것입니다. OPC는 프로토콜이 아닌 표준입니다. 

2. OPC 개요

- 1995년 OPC(OPC Classic)란 이름으로 처음 정의되었으며, Microsoft의 COM/DCOM 방식을 기반인 체제에서만 실행이 되도록 정의(※서버에서 OPC Server가 설치가 되어있다면, OPC Server에 필요한 정보를 요청시 COM/DCOM통신으로 요청하여 응답하는 방식. Windows 계열만 사용 가능함)

- COM/DCOM 방식에 제한이 되어 OPC UA 플램폼에 제한 없는 방식을 구현

- 제어장비들은 OPC UA 통신을 통해 서버와 연결한 다음, 통신이 필요한 장치 내부 정보 항목을 서버에 등록하면 사용자는 클라이언트를 통해 원하는 제어나 데이터를 서버에 접속하여 사용할 수 있도록 함

- OPC UA 표준은 장비 데이터에 대한 엑세스, 경보 및 이벤트 모니터링, 기록 데이터 및 기타 응용 프로그램에 대한 액세스를 비롯하여 클라이언트와 서버, 서버와 서버 간의 인터페이스를 정의

3. OPC UA

OPC UA Architecture

OPC UA는 OPC Classic하고 같지만 훨씬 더 많은 기능을 수행 할 수 있습니다.

□ 기능

 - Discovery : 네트워크 상에 있는 OPC 서버를 찾을 수 있음

 - Address Space : 계측적으로 데이터가 표현이되고 단순하고 복잡한 구조를 선언,발견하고 활용 할 수 있음

- On-demand : 권한에 따라 읽고/쓰기를 할 수 있음

- Subscription : 데이터를 모니터링 중 값이 변경 될 경우, 값을 받을 수 있음

- Event : 클라이언트의 기준에 따라 중요한 정보를 알림

- Method : 클라이언트는 서버에 정의된 메소드를 기반으로 프로그램 등을 실행할 수 있음

□ 플랫폼

플랫폼의 다양성을 가집니다. 기존 OPC Classic에서는 Windows 계열에서만 작동 하였지만, OPC UA는 Windows, Linux, Mac OS등 다양한 운영체제에서 가능합니다. 또한 PLC, 컨트롤러등 다양한 하드웨어 플랫폼에서도 동작이 가능합니다. (단, 과거 모델에서는 적용되어있지 않은 경우가 많음, 펌웨어 업그레이드를 하여 사용 가능하기도 함) 예를 들어 LS PLC같은경우 모델에 따라 펌웨어 업그레이드시 OPC UA 기능 사용가능, 하지만 Melsec 경우는 완전 다른 모델의 PLC를 사용해야지 사용 가능합니다. 

□ 보안 

https를 통하여 암호화 하여 전송하고, 바이너리 형태 또는 Json 형식으로 전송하여 전송 속도가 빠릅니다. 그리고 보안은 서버와 클라이언트 간 X509인증서를 통하여 인증 가능합니다. 또 사용자 제어를 통하여 보안을 한층더 강화하여 사용 할 수 도 있습니다. 추적 Log를 통하여 활동 기록을 추적 할 수 있습니다.

4. OPC UA 정리

스마트공장 또는 4차산업혁명으로 설비와 시스템간의 통신 이슈에 따라 많은 회사/개인은 OPC라는 요구사항을 가지게 됩니다. 그러나, OPC의 개념과 사용 방식에 정확하게 이해가 중요합니다. OPC UA를 개발을 한다고 가정하면 OPC UA가 지원 되지 않는 PLC는 각 PLC별 통신프로토콜을 분석하여 작성하여야 합니다. OPC UA는 표준만 제시 할 뿐, PLC와 통신 같은 이러한 내용은 지원하지 않습니다. 그래서 사용 OPC UA Sever를 구매를 하셔서 사용하시는게 편합니다. 가장 유명한 OPC UA 서버는 Kepware가 있습니다. 

https://www.ptc.com/ko/products/kepware

오늘은 OPC UA의 이론적 내용을 정리하였고 다음에는 OPC UA의 구현을 정리하여 올리도록 하겠습니다.