注册

国家标准计划《OPC统一架构与5G集成技术规范 第1部分:通用要求》由 TC124(全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国机械工业联合会

主要起草单位 中国科学院沈阳自动化研究所华为技术有限公司

目录

基础信息

计划号
20230086-T-604
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2023-03-21
公示开始日期
2023-01-19
公示截止日期
2023-02-02
标准类别
基础
国际标准分类号
25.040
25 机械制造
25.040 工业自动化系统
归口单位
全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会
执行单位
全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会
主管部门
中国机械工业联合会

起草单位

目的意义

5G无线通信技术(简称:5G)具有大带宽、广联接和低时延的特性,基于5G的工业无线通信能够满足工业场景中数目众多的进行柔性组网的通信需求。

例如:制造商可以通过5G将制造装备和其他机器、工具、工厂和仓库中的资产连接起来,也可以将信息系统与各种设备相连,为相关各方提供更丰富的可操作、可追溯、可定位的信息,助力工业向数字化、信息化和智能化的转型。

IEC TR 62390定义了各个层的任务,现场的网络包括互联(物理介质、接口、数据访问的层级问题)、互通(主要在通信层,参数类型一致性定义),而应用层的语义、应用的行为以及动态功能则是设备行规的范畴,这一层是OPC UA发挥作用的领域,其核心在于统一规范——OPC UA并不包含具体的技术,而是使得各个不同的总线、实时以太网获得统一的语义交互规范。

5G作为新兴技术,缺少应用层语义交互的统一描述语言,OPC UA和5G无线通信技术的融合应用,在应用层提供了5G的使用规范,提高了5G的易用性和交互能力,是实现5G工业设备集成互联互通、语义互操作、柔性可重构等关键技术的重要支撑,赋能工业应用场景更多的可能性。

范围和主要技术内容

本文件是指导OPC UA与5G集成应用的通用技术标准,旨在提出OPC UA与5G工业集成应用的通用架构及基本要求,为工业用户、系统集成商、系统供应商提供应用指导,简化集成难度。 标准包含以下6个部分: ——第1部分:通用技术要求 ——第2部分:业务规范 ——第3部分:管理规范 ——第4部分:安全规范 ——第5部分:测试规范 2.主要技术内容: 标准第1部分:通用技术要求,规定了OPC UA与5G融合应用的组网架构、基本概念、OPC UA与5G集成基本要求,为工业用户、系统集成商、系统供应商、运营商等提供应用指导,主要技术内容如下: (1)系统集成架构 包含部署参考架构、接入方式、通信模型及集成部署方式三个部分的内容,其中部署参考架构限定了主要的OPC UA设备、5G网络设备,以及工业企业中的公共网络、IT网络和OT网络如何与5G网络集成;接入方式规定了OPC UA设备接入5G网络的两种典型方式;通信模型及集成部署方式规定了OPC UA客户端-服务器、发布-订阅两种通信模型,以及5G工业终端使用OPC UA与外系统通信的四种部署方式。 (2)协议集成架构 包含业务承载方式、数据传输方式、通用集成接口三部分内容,其中业务承载定义了基础5G和TSN桥两种方式的OPC UA与5G通信集成方式;数据传输方式定义了OPC UA与5G基于网络层、基于链路层的两种可能的集成通信架构,以实现OPC UA数据在5G上的传输;OPC UA和5G通信集成应包含用户面、控制面、管理面三个层面,OPC UA与5G通信集成涉及的6种不同接口,以及主要功能要求。 (3)业务集成要求 围绕5G网络设备在工业现场与OPC UA终端设备集成时需要满足的功能要求,规定了5G集成系统应满足的QoS映射要求、QoS协商要求、QoS监控要求、网络管理集成要求、服务发现要求、设备行为协商要求、5G能力开放要求、时间同步要求。 (4)应用模型要求 围绕OPC UA工业终端设备与5G网络在通信过程中通过网络层、链路层包头的标识字段,或借助支持OPC UA通信协议的5GS能力开放网元/网关,两种方式实现QoS需求映射给出了5G能力开放网元/网关信息模型要求、5G工业终端信息模型要求。 (5)安全要求 规定了OPC UA与5G集成系统应满足的功能安全要求、信息安全要求。