“理论付诸于实践”OPA开放流程自动化论坛最新进展及标准各部分简述
众所周知,The Open Group的Open Process Automation™开放流程自动化论坛正在为开放、安全和可互操作的流程自动化架构定义标准的标准。
目前,论坛有超过110名组织成员,包括22家运营公司、6家主要DCS供应商和一系列硬件、软件供应商以及系统集成商。
历经近六年的发展,当前OPA 论坛将着重推动“理论付诸于实践”。
2021年,论坛发布了OPA标准2.1版本的基础版。2022年三月,举办了一个互操作性研讨会,也被称为plug fest,十多家公司聚集在一起,根据OPA标准测试他们的产品。
在2022年下半年,论坛计划启动合规性认证的第一阶段,第一波认证计划的功能实现将是一个重要的里程碑。
埃克森美孚宣布了OPA现场试验的最终投资决定,该试验将包含2000多个io,预计该系统将于2023年投入使用。
乔治亚太平洋公司(Georgia Pacific)已经建造了一个他们称之为“OPA演示板”的小型便携式系统,他们正在造纸厂的电路中使用该系统。
巴斯夫(BASF)正在构建自己的OPA模块类型包和更开放的架构演示,以扩展到新兴的数字现场设备和云连接。
沙特阿美石油公司(Saudi Aramco)和PETRA nos公司宣布,他们正在或即将开始一个试验台设施,类似于埃克森美孚(Exxon Mobil)和横河电机(Yokogawa)在过去两年中运营的设施。
陶氏化学公司(Dow Chemical)已经分享了他们称之为MXD开放架构的测试平台,他们正在使用该平台探索OPA和数字孪生概念。
OPA论坛上的许多系统集成商和供应商公司已经自行组织成为开放流程自动化联盟。他们正在提供一个名为“快速启动”的系统和培训项目,运营公司即将发布采购公告。
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标准各部分简介
OPAS标准由多个部分组成,2019年的第一个版本是五个部分,然后在2020年的第二个版本中增加了更多的部分,现在的2.1基础版在去年推出,它有7个部分。
对于终端用户社区的任何人,第一部分将是最好的开始,它给出了其他部分描述何种内容的技术概述,并试图解决架构的目标。
这是论坛想要建立的关键内容,在过去一年,在2.1版本发布之前,论坛的安全小组委员会已经采取了IEC 62443标准(IEC 61499),并将其应用于所有其他小组委员会的工作,每个小组委员会产出不同的部分。
这也是合规小组认证工作组正在使用的,因为OPAS标准的所有不同特性和功能以及所有不同部分,它将它们组合在一起,以形成预期的产品,围绕如何测试合规性和授予认证进行开发。因为任何一种产品都不能,也可能不会遵守标准的每一部分。DCM的某些产品或程序、控制器或硬件将分别适用于标准的不同部分,因此概要文件会对其进行分解,因此它可以是不同级别的功能,从而进行验证。
这是基于OPC UA开发的,这将使最新的OPC基金会在OPC UA的发展协同到OPA的技术堆栈上,它也将OPA的请求或OPA对于OPC UA的使用反映到OPC基金会,这是一个非常重要的连接点。
使用了DMTF组织的IT行业标准,它被称为红鱼,这是一个非常强大的标准,用它来指定我们所有的软件程序或硬件平台和DCNs应该报告哪些信息。通过这种方式,他们将能够为不同类型的设备或不同类型的软件提供认证和不同的配置文件。
因此,从系统管理的角度来看,系统中每个组件的运行状况都是一致的。这将是一个巨大的价值,它不是一个系统的控制功能,但它将提供我们所说的系统,因此不同供应商的不同组件将汇集在一起。他们将能够依靠每个人在IT一致性协议中报告一组一致的信息,DMTF redfish正在使用REST协议,这是非常常见的IT协议,在大多数公司中被广泛接受。这样做的目的是让公司能够创建客户机,这样系统管理或监控客户机就可以告诉你每个系统的运行状况和状态。
干扰控制系统PLC众所周知,只要他们是同一家供应商,就有可能有一个非常好的系统、监控显示屏、一个非常好的、一致的信息视图。但当有第三方产品进入,而无法让你获取全方位的视图时,这就是OPA系统中的系统管理功能发挥成效的地方。
因为,当你的系统中有经过认证的组件时,你可以预期显示什么信息,因此,你可以为工程师和操作员设计客户端显示,以告诉他们系统的健康状况。
通过确保OPAS,确保所有组件都经过认证,达到相同的安全级别和相同的安全要求,系统集成商将更容易配置系统,以满足最终用户和任何第三方服务站的安全要求。
• 第6.1部分是交换模型中的信息,这是OPC UA信息模型的一种方法。然后论坛还使用了自动化标记语言html,它来自欧洲的德国商业环境,是一个xml词汇表,这是非常强大的非常可配置的,论坛目前正在考虑使用它,以便在不同的工具之间或供应商之间离线交换数据。
• 第6.2部分是一个基本配置,这实际上是OPC UA信息模型,它建立在OPC基金会之上。OPC UA规范,它增加了一个词汇表,因此论坛定义了OPAS组件之间交换的信息,它将被非常严格地定义,它将真正提供控制和系统信息的功能。
• 第6.3部分是警报,它遵循ISA IEC 18.2或62682标准,也基于OPC UA警报和条件,也符合18.2标准工作,这会在新版本2.1版显示,可能会引起用户的兴趣,但它也显示了细节,从编程层面上,使供应商能够发出报警信息和事件,并以统一的方式在不同的情况下进行报告。
同时,这也改善当前市场的系统,许多公司使用OPC UA报警条件,有些公司仍然使用D转换,但每个供应商通常在事件条件下发出报警,尽管格式差异很小,后续也必须进行整合,将它们合并到一个客户机中。
针对警报,OPAS将为每个供应商提供一致的方式,以发送警报或事件,从而使客户减少工作量,以统一的方式轻松处理。
• 第 6.4部分功能块是被更新的内容,它提供了基本的参考功能块小集合,供用户根据需要使用,这不一定意味着是所有功能块,但很重要,然后用户告诉我们,要有一组参考功能块,在不同的供应商控制功能之间,或者在不同的控制器DCN之间,可以进行一致的测试,然后我们可以对不同的控制器进行比较。
• 第6.5部分介绍了我们所说的执行引擎或控制包,它基于IEC 61499,这是一个基于事件的包。
• 第6.6部分引入了IEC 61131,论坛正在PLC Open所做的工作的基础上进行构建。第6.5部分和第6.6部分都介绍了如何用这些语言实现功能块,然后提供标准引脚和标准功能。我们将创建其他功能块,每一个功能块,我们不试图限制市场上可以提供的控制功能类型。
这是硬件,这带来了一些标准化。一开始,这个数字很小,随着标准进入第三版,这个数字还会增加。我们看看所有这些功能,所有这些都可以扩展。
虽然这项工作最初主要由大规模系统如油气、天然气和化学工业的参与。但当然,标准所提供的的同样可以缩小规模,例如,应用于食品和饮料行业。因此,我们在这里所做的所有工作都可以缩小到最小类型的系统,然后它可以扩展到大型系统,这是论坛正在尝试的一个重要方面,在OPAF社区中称之为质量属性,论坛希望确保标准不仅仅服务于一个行业。
此外,论坛正在促进与电力行业的发电方面合作,同时可再生能源也是一个很大的工作范围,考虑到可扩展性和分布式性质的OPAS系统。例如,谷歌在风力发电方面的尝试,你可以控制每个风车,同时亦可以进行集成,将数据整合在一起。所以论坛正在努力研究很多不同的行业。
Open Process Automation™论坛未来展望
论坛并不是在试图解决一个行业的问题,而是试图以非常广泛的的思维对待这个问题。
展望未来,论坛将发布OPAS标准第3版本,这涉及到应用程序的可移植性,最终用户移动应用程序的能力,尤其是他们的知识产权和不同系统之间的控制策略。
它的编排会像系统管理一样引入系统理念,所以可以自动化功能和时间,使系统足够智能,以便能够移动工作负载,以平滑性能或变得更加依赖可靠的系统,使其更具有弹性。还有比如像物理平台,如一个目标控制平台,或其他有一些标准化的硬件平台,这样就更容易取出硬件,放入新的硬件,而不会影响系统。
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