생산 자동화 분야에서 정보 통합이 중요해짐에 따라 자동화 시스템에서 신뢰할 수 있는 정보 처리 상호 운용이 가능한 데이터 통신 기술이 주목받고 있다. OPCDA(OPC Data Access)는 90년대부터 ...
생산 자동화 분야에서 정보 통합이 중요해짐에 따라 자동화 시스템에서 신뢰할 수 있는 정보 처리 상호 운용이 가능한 데이터 통신 기술이 주목받고 있다. OPCDA(OPC Data Access)는 90년대부터 공정제어 분야에서 널리 사용되고 있는 데이터 통신 표준이다. 벤더 종속적인 통신 프로토콜 없이 공정제어 기기 간의 통신을 가능하게 하여 개발 및 유지보수 비용이 줄일 수 있었지만 마이크로소프트 COM/DCOM 기술에 기반하고 있어 플랫폼에 의존적이다. OPC DA의 단점을 보완하기 위해 플랫폼 독립적인 통신 및 강화된 보안 기능을 제공하는 OPC UA(OPC Unified Architecture)가 새로운 M2M 통신 프로토콜로서 주목받고 있다. 최근 출시되는 MES/ERP 등 생산관리 솔루션에서 수직적 통합을 위하여 OPC UA를 지원하는 경우가 증가하고 있으나, 기존의 생산 자동화 장비에서 운영되고 있는 시스템을 변경하는 것은 복잡도 증가 및 시스템의 불안정을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 OPC DA 시스템에서 OPC UA 기능을 제공하는 래퍼(wrapper)의 종류를 분류하여 제시하고 각각의 장단점에 대해 비교한다. 이를 바탕으로 임베디드 시스템에서 동작하는 독립형 OPC UA 래퍼의 구조를 제안 및 구현하고 성능을 평가한다. 읽기 서비스의 경우 2000개 아이템을 읽는데 약 280ms의 지연시간을 가졌으며, 초당 약 7000개의 처리량을 보였다. 구독의 경우 비동기적으로 구현할 때에는 초당 약 9000개의 처리량을 보였으며 동기적으로 구현한 경우 초당 약 7500개의 처리량을 보였다. 두 구현에 대하여 지연시간을 측정한 결과 동기적으로 구현한 구독이 지연시간이 짧음을 확인하였다. 성능의 병목이 OPC DA 클라이언트에서 발생하여 시스템 성능 개선의 필요성을 확인하였다.
생산 자동화 분야에서 정보 통합이 중요해짐에 따라 자동화 시스템에서 신뢰할 수 있는 정보 처리 상호 운용이 가능한 데이터 통신 기술이 주목받고 있다. OPC DA(OPC Data Access)는 90년대부터 공정제어 분야에서 널리 사용되고 있는 데이터 통신 표준이다. 벤더 종속적인 통신 프로토콜 없이 공정제어 기기 간의 통신을 가능하게 하여 개발 및 유지보수 비용이 줄일 수 있었지만 마이크로소프트 COM/DCOM 기술에 기반하고 있어 플랫폼에 의존적이다. OPC DA의 단점을 보완하기 위해 플랫폼 독립적인 통신 및 강화된 보안 기능을 제공하는 OPC UA(OPC Unified Architecture)가 새로운 M2M 통신 프로토콜로서 주목받고 있다. 최근 출시되는 MES/ERP 등 생산관리 솔루션에서 수직적 통합을 위하여 OPC UA를 지원하는 경우가 증가하고 있으나, 기존의 생산 자동화 장비에서 운영되고 있는 시스템을 변경하는 것은 복잡도 증가 및 시스템의 불안정을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 OPC DA 시스템에서 OPC UA 기능을 제공하는 래퍼(wrapper)의 종류를 분류하여 제시하고 각각의 장단점에 대해 비교한다. 이를 바탕으로 임베디드 시스템에서 동작하는 독립형 OPC UA 래퍼의 구조를 제안 및 구현하고 성능을 평가한다. 읽기 서비스의 경우 2000개 아이템을 읽는데 약 280ms의 지연시간을 가졌으며, 초당 약 7000개의 처리량을 보였다. 구독의 경우 비동기적으로 구현할 때에는 초당 약 9000개의 처리량을 보였으며 동기적으로 구현한 경우 초당 약 7500개의 처리량을 보였다. 두 구현에 대하여 지연시간을 측정한 결과 동기적으로 구현한 구독이 지연시간이 짧음을 확인하였다. 성능의 병목이 OPC DA 클라이언트에서 발생하여 시스템 성능 개선의 필요성을 확인하였다.
With the growing importance of information integration in manufacturing automation, communication technology for reliable, secure, and interoperable transport of process data and information among distributed entities is gaining attention. OPC DA (Data Access) is a data communication standard widely...
With the growing importance of information integration in manufacturing automation, communication technology for reliable, secure, and interoperable transport of process data and information among distributed entities is gaining attention. OPC DA (Data Access) is a data communication standard widely used in process control area since 90s. OPC DA enables communication between process control devices without vendor specific communication protocol, thus reducing development and maintenance costs. However, it is platform dependent because it is based on Microsoft COM/DCOM technology. The OPC Unified Architecture (OPC UA), which is platform independent and complements the disadvantages of OPC DA and provides enhanced security functions, is gaining attention as a new M2M communication protocol. In recent MES / ERP production management solutions, OPC UA is increasingly supported for vertical integration. However, changing the system that is already operating in existing production automation equipment may increase the instability of the system. In this paper, we classify and present the types of wrappers that provide OPC UA functions in OPC DA system, and compare their advantages and disadvantages. Based on the discussion, we propose the design of a standalone OPC UA wrapper that runs on embedded systems. The read service had about 233 ms of latency for reading 3000 items and about 7000 item per second throughput. In the subscription, the asynchronous implementation has about 9000 throughput per second, while the synchronous implementation has about 7500 throughput per second. As a result of measuring the delay time for both implementations, it is confirmed that the synchronous subscription has a shorter delay time than asynchronous subscription. Performance bottlenecks occur in OPC DA clients, confirming the need to improve system performance.
With the growing importance of information integration in manufacturing automation, communication technology for reliable, secure, and interoperable transport of process data and information among distributed entities is gaining attention. OPC DA (Data Access) is a data communication standard widely used in process control area since 90s. OPC DA enables communication between process control devices without vendor specific communication protocol, thus reducing development and maintenance costs. However, it is platform dependent because it is based on Microsoft COM/DCOM technology. The OPC Unified Architecture (OPC UA), which is platform independent and complements the disadvantages of OPC DA and provides enhanced security functions, is gaining attention as a new M2M communication protocol. In recent MES / ERP production management solutions, OPC UA is increasingly supported for vertical integration. However, changing the system that is already operating in existing production automation equipment may increase the instability of the system. In this paper, we classify and present the types of wrappers that provide OPC UA functions in OPC DA system, and compare their advantages and disadvantages. Based on the discussion, we propose the design of a standalone OPC UA wrapper that runs on embedded systems. The read service had about 233 ms of latency for reading 3000 items and about 7000 item per second throughput. In the subscription, the asynchronous implementation has about 9000 throughput per second, while the synchronous implementation has about 7500 throughput per second. As a result of measuring the delay time for both implementations, it is confirmed that the synchronous subscription has a shorter delay time than asynchronous subscription. Performance bottlenecks occur in OPC DA clients, confirming the need to improve system performance.
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