Implementação de um servidor OPC UA em linguagem C# para comunicação com dispositivos através do protocolo Modbus/Ethernet em tempo real

Abstract

O setor de automação industrial possui níveis de aquisição e integração de dados que vão desde os equipamentos de chão de fábrica até os sistemas de gestão empresarial conhecidos como ERP (Entreprise Resource Planning). Para que os diversos sistemas existentes nesses níveis do setor industrial pudessem se comunicar, foram desenvolvidos diversos protocolos, os quais eram inerentemente dependentes dos fabricantes. A dificuldade de integração de dados originada por essa heterogeneidade de protocolos resultou em uma necessidade pelo desenvolvimento de um padrão de comunicação, conhecido como OPC UA (Ole for Process Control - Unified Architecture). O protocolo OPC UA trata de um mecanismo de comunicação baseado em uma arquitetura orientada a serviços, onde clientes enviam requisições a servidores, e estes disponibilizam os dados através de um espaço de endereçamento bem definido. Além disso, esse padrão especifica modelos de informação e segurança e perfis aos quais clientes e servidores podem ter conformidade, trazendo flexibilidade de implementação para os diversos sistemas presentes no setor industrial. O projeto deste Trabalho de Conclusão dedica-se ao desenvolvimento de um Servidor OPC UA em linguagem C# para comunicação com CLPs através do protocolo Modbus/ Ethernet em tempo real e disponibilização dos dados através do protocolo OPC UA na Internet. Nesse contexto, aplicações cliente podem comunicar-se com o Servidor OPC UA desenvolvido e visualizar as variações de valores dos dados dos CLP’s. Dessa forma, é possível utilizar o padrão OPC UA em sistemas legados - já em funcionamento na indústria - tornando muito mais acessível a aceitação desse novo padrão. Embora seja aplicado apenas a dispositivos com comunicação Modbus/Ethernet, esse projeto pode ser expandido para interfacear com os outros protocolos de chão de fábrica, como o Profibus e o FDT.

The OPC UA protocol is a communication mechanism based on a service-oriented architecture, in which clients send requests and servers provide the data through an welldefined address space. Additionally, this standard specifies information and security models and profiles to clients and servers, adding flexibility to implement the many systems present in the industrial sector. This project aimed to develop an OPC UA Server with the C# language in order to communicate PLCs through Modbus/Ethernet in real time and to provide data through OPC UA protocol on Internet. In this context, client applications may communicate with this OPC UA Server and visualize data values changes. Additionally, it is possible to use the OPC UA standard in legacy systems - already working in the industry - making the transition to this new standard much easier. Although the server developed in this project is applied only to devices with Modbus/ Ethernet communication, it may be expanded to interface with other plant floor protocols, such as Profibus and FDT.