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OPC: ESTANDAR EN LAS REDES INDUSTRIALES Y BUSES DE CAMPO

OPC fue desarrollado para estandarizar los sistemas propietarios de Drivers de Control y Automatización de redes industriales y Buses de Campo de múltiples fabricantes, generando así, interoperabilidad entre estos sistemas.
Esta entrada está orientada a la descripción general de OPC (OLE Process Control), basado en las interfaces OLE/COM/DCOM (RPC) (Object Linking and Embedding/Common Object Model/Distributed Common Object Model) de Microsoft, con especial atención en el Monitoreo de datos, Historial de Datos y sistemas de seguridad en una arquitectura típica de control comunicacional.

OPC, es un mecanismo estándar de comunicación, que interconecta en forma libre, numerosas fuentes de datos donde se incluyen dispositivos de planta en la fábrica. Su arquitectura, de comunicación abierta, se concentra en el acceso a datos y no en el tipo de datos. Por eso es denominado en forma más específica OPC-DA (OPC Acceso a Datos)

- Interfaces y Arquitectura OPC
Interfaces OPC
OPC contienen dos juegos de interfaces; Interfaz diseñada para un propósito (Aplicación) y una Interfaz de Automatización.

OPC especifica la interfaz COM, como: “Lo que la interfaz es y su aplicación y no su implementación”. Especifica el comportamiento esperado que proporciona la interfaz ante el uso y/o aplicaciones del cliente.

Arquitectura General de OPC y sus Componentes
La arquitectura OPC es un modelo Cliente-Servidor donde el Servidor OPC proporciona una interfaz al objeto OPC y lo controla.
Una aplicación cliente OPC se comunica a un servidor OPC a través de un cliente OPC específico por medio de una interfaz de automatización. El servidor OPC lleva a cabo la interfaz cliente, y opcionalmente lleva a cabo la interfaz de automatización.

- Servidores OPC
Una aplicación cliente OPC, puede conectarse por medio de una red, a varios servidores OPC proporcionados por uno o más fabricantes. De esta forma no existe restricción por cuanto a tener un Software Cliente para un Software Servidor, lo que es un problema de interoperabilidad que hoy en día se aprecia con sistemas del tipo propietario.

Sistemas de control supervisorio como lo son SCADA o DCS pueden comunicarse con un Servidor OPC y proveer a este, información de los dispositivos de campo asociados. De esta forma, aplicaciones cliente OPC de otros fabricantes tendrán acceso a estos datos por medio del servidor.

Servidor de Acceso a datos OPC
A un alto nivel, esta compuesto por los objetos:
Servidor: Mantiene la información sobre si mismo, y unifica los Datos dentro de un Grupo.
Grupo: Dota de un mecanismo que contiene en forma lógica los ítemes. Se clasifican en público o Local.
Ítem: Es un valor, una condición y permanece o varía en el tiempo. Es una dirección específica de los datos y no la fuente de datos.
Servidor de Alarmas, Condiciones y Eventos OPC
Provee de Interfaces, donde Clientes OPC son notificados de Sucesos. Estos mecanismos se definen como:
Alarma: Condición anormal de un sistema, por lo que es un caso especial de esta.
Condición: Estado nombrado evento por contener condiciones asociadas a una etiqueta como HighAlarm, Normal, LowAlarm.
Evento: Ocurrencia perceptible, de importancia al servidor OPC, de los dispositivos que representa o de sus dispositivos OPC.
Servidor de Acceso a Datos Históricos OPC (OPC HDA)
Provee de una interfaz Cliente OPC de Acceso a Datos Históricos , que facilita el uso de aplicaciones de acceso a datos.
Características: Arquitectura de comunicación abierta y eficaz, concentrada en el acceso a datos y no en los tipos de datos.
Propósito: Permite que aplicaciones (MS Office, Objetos WWW) accedan a datos de un dispositivo o un banco de datos “In process”. Facilita el desarrollo de aplicaciones sin sacrificar la funcionalidad de la Interfaz Cliente.
- Intercambio de datos OPC (OPC DX)
Define un conjunto de interfaces que permiten el intercambio de datos, así como la comunicación "server to server" entre dispositivos y controladores conectados a Ethernet, que utilizan distintos protocolos. OPC-DX permite a los servidores OPC-DA intercambiar directamente datos sin la exigencia de un cliente OPC intermedio.
La mejor manera de pensar de un servidor OPC-DX es como un servidor OPC-DA que se puede configurar para intercambiar datos con otros servidores OPC-DA. Como es el caso de otros servidores OPC, el cliente aún se utiliza para configurar, controlar y vigilar este intercambio de datos.
- Acceso de datos XML (OPC XML DA)
Se está convirtiendo en el método estándar para el intercambio de datos entre las aplicaciones de empresa y son cada vez más en proceso de control de entornos. OPC XML-DA salió a la luz en 2003 tras varios años de desarrollo, y ofrece un interfaz Simple Object Application Protocol (SOAP) para los objetos OPC DA 2.0/3.0. Esto permite a las aplicaciones cliente ser escritas
en Java, Perl, Python, y otros idiomas que soporta SOAP. SOAP y XML Web Services utiliza Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) y los mecanismos de transporte y proporcionar una plataforma neutral que es más adecuado para el tráfico con base en Internet, en comparación con tecnologías como DCOM.
Sin embargo, debido a las limitaciones de rendimiento posible, OPC XML-DA es poco probable que se utilizan para aplicaciones en tiempo real, a pesar de que normalmente se usa de puente entre la empresa y la red de control.
- Arquitectura unificada OPC (OPC UA)
Refleja el objetivo de Microsoft de retirar DCOM en favor de .NET y arquitecturas orientadas a servicio.
OPC UA integra la funcionalidad de las anteriores especificaciones (OPC DA, OPC-HDA, OPC A & E, OPC-DX, etc).
OPC UA abandona COM / DCOM en favor de dos transportes:
SOAP / HTTP (S) y un mensaje binario codificado en la parte superior de TCP. Es prematuro evaluar la seguridad de OPC UA en relación con DCOM, ya que el OPC UA API de seguridad aún están en desarrollo. Sin embargo, dado que ahora existe una mayor conciencia en la OPC Foundation, proveedores OPC , y Microsoft para la necesidad de seguridad, hay poca duda de que .NET proporcionará una base más segura que COM / DCOM.
También hacen que el desarrollo de clientes y servidores OPC en plataformas que no sean de Microsoft mucho más fácil.

- Seguridad
Existen tres niveles de seguridad OPC:
Seguridad Inválida: Libre acceso entre Cliente/Servidor.
Seguridad DCOM: Clientes seleccionados tienen acceso limitado a servidores OPC. No hay un control total sobre sistemas operativos como Linux, Unix o Suse.
Seguridad OPC: El Servidor OPC sirve como un regulador de control de acceso a fabricantes de sistemas operativos como Linux y Unix sobre objetos específicos de acceso restringido que son expuesto por el Servidor OPC.

Iker Berriozabal
S21sec labs

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