[EDITION ABONNES] Alors que plusieurs organismes de standardisation comme l’alliance AVnu, l’Industrial Internet Consortium (IIC) et l’OPC Foundation, soutenus par des acteurs majeurs de l’industrie, promeuvent déjà à tout-va l’utilisation du protocole OPC UA sur réseaux TSN (Time Sensitive Networking) comme solution commune de communication et d’interopérabilité entre équipements industriels et le cloud (lire notre article ici), une nouvelle initiative vient de voir le jour pour amener le couple OPC UA-TSN jusqu’aux réseaux de terrain. ...

Cette initiative, lancée officiellement en novembre 2018, est portée par l’OPC Foundation, l’entité qui est à l’origine de l’OPC UA (OLE for Process Control - Unified Architecture), un protocole de communication orienté service, conçu spécifiquement pour le contrôle/commande de processus industriels et aujourd’hui normalisé sous le label EN/CEI 62541. En fin de spécification par le groupe de travail TSN du comité IEEE 802.1, les mécanismes TSN, de leur côté, visent à assurer la convergence des technologies de communication Ethernet offrant transfert déterministe de données à haut débit et synchronisation temporelle à haute précision. Avec TSN, les données de contrôle/commande à faible latence et le trafic Ethernet standard peuvent ainsi cohabiter sur le même support physique, ouvrant la voie à l’adoption de technologies de l’Internet des objets dans les environnements de production.

Dans la pratique, l’initiative de l’OPC Foundation a pour objectif de proposer à terme une approche ouverte et uniforme pour l’implémentation du protocole OPC UA avec mécanismes TSN, et des profils applicatifs associés, sur les réseaux Ethernet de terrain (schéma ci-contre). Cette démarche, explique l’organisme de standardisation, s’inscrit dans une volonté de fournir une solution de communication interopérable de bout en bout qui s’applique à tous les équipements d’automatismes jusqu’à l’atelier, et qui soit à la fois indépendante des fournisseurs et applicable à tous les cas d’usage de l’automatisation industrielle. Pour ce faire, l’OPC Foundation a mis en place plusieurs groupes de travail afin d’identifier, de gérer et de standardiser certains points clés.

Sont notamment évoqués l’harmonisation des profils applicatifs (gestion des entrées/sorties, commande de mouvements, sécurité, redondance système, etc.), la standardisation des modèles d’information OPC UA pour les équipements de terrain (descriptifs, diagnostics…), l’adéquation des profils applicatifs OPC UA vis-à-vis des opérations temps réel sur les réseaux Ethernet TSN et la définition des procédures de certification. Parallèlement, tous les groupes de travail veilleront à aligner leurs cogitations sur le profil TSN-IA (TSN Profile for Industrial Automation) en cours de normalisation au sein du comité commun CEI/IEEE 60802. Selon l’OPC Foundation, ce choix contribuera à l’existence d’une infrastructure TSN unique et convergée que le protocole OPC UA pourra partager avec d’autres applications.

Depuis début novembre, l’initiative de l’organisme a été ralliée par de nombreux acteurs majeurs du monde de l’automatisation industrielle comme ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, Kuka, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech (qui fut l’une des premières sociétés à s’engager sur l’OPC UA TSN et ce dès 2016), Wago et Yokogawa.

L’OPC Foundation a par ailleurs approché des organisations qui promeuvent des technologies de bus de terrain (Profinet, EtherCAT, etc.) afin de travailler en commun au sein de l’initiative, un geste qui aurait été particulièrement apprécié et qui pourrait se concrétiser par l’intégration dans les réflexions des meilleures pratiques prônées par ces groupements dans le cadre de fonctions critiques.

Quoi qu’il en soit, les travaux techniques, qui devaient officiellement démarrer avant la fin janvier, devraient se focaliser initialement sur les fonctionnalités fondamentales de la communication des équipements de terrain, l’idée étant de développer une architecture de nouvelle génération et un modèle générique pour les équipements qui puissent être aisément adoptés par les fournisseurs d’automatismes. L’architecture et le modèle générique devraient être par la suite étendus avec des fonctions spécifiques propres aux divers types d’équipements ciblés. A priori deux cas d’usage seront favorisés dans le cadre de la publication de spécifications : l’intégration entre contrôleurs issus de fournisseurs différents et la communication verticale à partir des équipements de terrain vers les niveaux supérieurs de l’usine ou du site de production.

« L’initiative de l’OPC Foundation est de créer un standard qui s’étende du capteur de terrain jusqu’au niveau du réseau informatique d'entreprise ou jusqu’au cloud, commente Norbert Hauser, vice-président marketing de la société Kontron qui, depuis plus d’un an, dispose à son catalogue de PC industriels et de cartes d’interface compatibles avec les spécifications TSN et OPC UA PubSub (*). Les grands acteurs de l’industrie des automatismes ont uni leurs forces derrière l’OPC Foundation et se sont engagés pour promouvoir de manière uniforme le standard TSN. Néanmoins, toutes ces sociétés restent de par leur nature des concurrents. Il va donc être intéressant de voir comment cette compétition directe évolue et comment les fournisseurs vont se positionnés eux-mêmes dans l’environnement OPC UA TSN. »

(*) OPC UA PubSub : L’extension Publish Subscribe (PubSub) pour OPC UA permet l’échange de services OPC UA sur des connexions UDP (User Datagram Protocol), un prérequis pour le déploiement effectif de la technologie OPC UA TSN (alors que OPC UA repose historiquement sur un modèle client-serveur).