なぜ工場ネットワークで「OPC UA」が注目されるのか：いまさら聞けないOPC UA入門（1）（2/2 ページ）
スマート工場化など工場内でのIoT活用が広がる中、注目度を高めているのが「OPC UA」だ。本稿では、OPC UAの解説を中心に工場内ネットワークで何が起きようとしているのかを紹介する。第1回は工場内ネットワークの仕組みと、なぜ「OPC UA」が注目を集めているのかについて説明する。
ビジョン用プロトコルなども多彩
機器の制御を行うフィールドネットワーク上の機器とは少し立ち位置が異なるが、ビジョンコントローラーとマシンビジョンカメラの通信規格は、物理的なインタフェース規格としてGigE Vision、USB3 Vision、CoaXpressなどで接続される。また、ビジョンコントローラーとマシンビジョンカメラはGenICamという共通のソフトウェア制御規格で制御される場合がほとんどである。
コントローラー間ネットワークやフィールドネットワークでは新しいオープン技術である「TSN（Time Sensitive Networking）」の導入も検討されており、一部の規格では採用が決定している。TSNは、イーサネットをベースにしながらも時間の同期性を保証しリアルタイム性を確保できるようにしたネットワーク規格である。「IEEE 802.1AS-Rev Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications」で仕様が定義されている。従来は遅延により、リアルタイム制御などにはイーサネットベースの通信規格は不向きだとされてきたが、その前提を打破する可能性がある規格として注目を集めている。
「OPC-UA」が導入されるとどういう利点があるのか
ここまで見てきたように、工場内に存在するネットワークは、特に「コントローラー間ネットワーク」と「フィールドネットワーク」において、非常に多くの通信プロトコルが乱立している状況であることが分かる。さらにこれらのオープンネットワーク以外にも、ベンダー独自の通信プロトコルが採用され、それで工場内機器を制御しているケースなども多く、情報を一元的に管理するのは難しい状況があった。
OPC UAは、これらの異種環境の差を吸収し、共通のプロトコルで接続できるようにしているという点が最大の特徴である。「OPC」はObject Linking and Embedding for Process Controlの略で、「UA」はUnified Architectureを示す。前身であるOLE for Process ControlはMicrosoft Windows上で動作する、複数アプリケーションをリンクするための仕組みであった※）。
※）関連記事：インダストリー4.0で重要な役目を果たす、Windows生まれの「OPC UA」
これらの特徴が示す通り、OPC UAはプラットフォームへの非依存や拡張性が特徴で、プラットフォーム依存がないためにさまざまな規格の通信情報をシームレスに扱うことができるというのが特徴だ。マイクロコントローラーからクラウドサービスまで利用可能であり、先述したようなコントローラー間ネットワークと情報系ネットワークなどを結ぶ通信技術としては最適な特徴を持っているといえる。
スマートファクトリー化の動きはドイツのモノづくり革新プロジェクトである「インダストリー4.0」が先行したとされているが、OPC UAはそのインダストリー4.0において推奨通信規格とされており、広く受け入れられている。実際に欧州向けの工場で使用する産業機器にはOPC UA対応を求める動きが広がっており2017年には日本の産業機械メーカーも数多くの対応製品を販売し始めている。将来的にはOPC UAに対応していない産業機器が、淘汰されるようなこともあり得る話である。
第2回ではさらに「OPC UAとは何か」をさらに掘り下げていく。
筆者紹介
大釜亮介（おおがま りょうすけ）
株式会社マクニカ 戦略技術本部 先行技術開発統括部 IP開発部 IP2課 課長
日本最大級の技術商社であるマクニカでは、主力の半導体製品、ネットワーク製品販売に加え、IoT/AIソリューション事業やIP（Intellectual Property）販売事業なども展開している。IP事業の主力の1つが産業機械向けIPで、OPC UAに関してもさまざまな知見を持ち、ソフトウェア開発キットである「OPC-UA Server SDK」などを販売している。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
関連記事
簡単IoTが描くカイゼンの進む道、大きなポイントは「OPC UA」
産業用オートメーションと計測技術の展示会「システムコントロールフェア（SCF）2017／計測展2017 TOKYO」では、さまざまなオートメーションの最新技術が示されたが、多くの来場者の関心を集めていたのが「簡単IoTによる見える化」である。
インダストリー4.0で重要な役目を果たす、Windows生まれの「OPC UA」
Windows OSで使われていたOLEを発端とする産業オートメーション標準規格が「OPC UA」だ。トランスポート〜プレゼンテーション層に相当する機能を提供しながら上下層の規定がないという柔軟性を持ち、インダストリー4.0においても重要な役割を担う。
工場用のイーサネットって何だろう？
インダストリー4.0や工場向けIoTなどに注目が集まっていますが、そもそも工場内のネットワーク環境は、どのように構築すべきなのでしょうか。本連載では、産業用イーサネットの導入に当たり、その基礎から設備設計の留意点などを含めて解説していきます。第2回ではイーサネットとは何かを紹介します。
いまさら聞けない EtherCAT入門
産業用オープンネットワーク「EtherCAT（イーサキャット）」をご存じだろうか。工場などの産業用オートメーションにおいて、フィールドネットワークのオープン化が進む中、なぜEtherCATの存在感が増しているのか。誕生背景やメカニズム、活用シーンなどを詳しく解説し、その秘密に迫る。
いまさら聞けないFL-net入門
オープンPLCネットワークの「FL-net（エフ・エル・ネット）」をご存じでしょうか。工場のさらなる高度化が進む中、工場ネットワークのオープン化は加速しています。その中でPLCの相互互換性を確保するオープンPLCネットワーク（OPCN）にも注目が集まっています。OPCNを実現する「FL-net」の誕生背景やメカニズム、活用シーンなどを解説します。
いまさら聞けないPROFINET入門
イーサネットベースの産業用ネットワークである「PROFINET（プロフィネット）」をご存じでしょうか。工場の高度化が進む中、工場ネットワークのオープン化は加速しており、オープンネットワークであるPROFINETの利用範囲は拡大を続けています。本稿では、PROFINETとは何かを分かりやすく解説し、その強みに迫ります。
いまさら聞けない IO-Link入門
インダストリー4.0などによりスマートファクトリーをはじめとする工場内IoTが注目を集める中、大きなカギを握る技術として注目度を高めてきているのが「IO-Link」です。製造現場のさらに末端情報を担うセンサーやアクチュエータからの情報取得を可能とするIO-Linkとは何かを、本稿では分かりやすく紹介します。