Información general

El servidor OPC UA integrado en los PLCs PACSystems RX3i y RSTi‑EP ofrece una base sólida para arquitecturas de comunicación abiertas y modernas. Para ello es fundamental tener en cuenta, en función del modelo de PACSystems RX3i o RSTi‑EP utilizado:

  • Sus límites reales de refresco
  • El impacto del uso simultáneo de otros protocolos
  • Las particularidades en publicación de datos
  • Y el diseño correcto del cliente OPC UA
Desde Opertek, ayudamos a nuestros clientes a traducir estas capacidades técnicas en arquitecturas robustas y eficientes, alineadas con sus necesidades reales de operación y evolución futura.

 

Introducción al servidor OPC-UA en PACSystems

Los controladores PACSystems RX3i y RSTi‑EP incorporan un servidor OPC UA nativo diseñado para facilitar arquitecturas de comunicación abiertas, interoperables y preparadas para el futuro.

Esta tecnología resulta especialmente interesante en entornos industriales con altos requisitos de sincronización, fiabilidad e integración OT‑IT, como infraestructuras científicas, plantas críticas o instalaciones con múltiples sistemas heterogéneos.


Las principales características técnicas de interés del servidor OPC UA en PACSystems son:

  • Servidor OPC UA integrado directamente en el controlador (sin hardware adicional).
  • Publicación directa de variables del PLC a clientes OPC UA estándar.
  • Soporte de suscripciones OPC UA con control del periodo mínimo de refresco.
  • Capacidad de coexistir con otros protocolos industriales (SRTP, Modbus TCP).
  • Posibilidad de controlar el servidor OPC UA tanto desde el entorno de ingeniería como desde el propio programa del PLC.
  • Integración con arquitecturas de redundancia, permitiendo al cliente OPC UA detectar qué controlador es el activo.


La siguiente tabla muestra un extracto de los diferentes modelos y las capacidades del servidor OPC-UA asociado:


Capacidades reales, límites y consideraciones prácticas,

Publicación de datos en el servidor OPC UA

Soporte de matrices y estructuras de datos

El servidor OPC UA de los controladores PACSystems permite:

  • Publicar matrices (arrays) de elementos: 

Booleanos

Escalares


Sin embargo, no es posible publicar estructuras de datos complejas que mezclen en una sola variable distintos tipos de elementos, aunque esos tipos estén soportados de forma individual.

En la práctica, esto implica que:

  • Se pueden exponer arrays homogéneos.
  • No se pueden exponer estructuras “tipo struct” con campos heterogéneos dentro de una única variable OPC UA.


Frecuencia de refresco de datos OPC UA

Refresco mediante suscripciones OPC UA

El periodo más corto aceptado por el servidor OPC UA de los controladores PACSystems para refrescar elementos sujetos a una suscripción es:

  • 50 ms

Este valor aplica a:

  • Controladores RSTi‑EP CPE2xx
  • Controladores RX3i CPE3xx y CPE4xxx
  • Siempre que se utilice la última versión de firmware disponible


Lecturas OPC UA de alta frecuencia (casos especiales)

Cuando es necesario un refresco más rápido que el permitido por suscripción, por ejemplo:

  • Para discriminar el orden de activación de alarmas en una avalancha de eventos
  • O para acercarse al tiempo de ciclo del controlador

En condiciones específicas de laboratorio, el servidor OPC-UA de estos controladores ha demostrado soportar aproximadamente:

  • 1700 operaciones de lectura (Reads o RegisteredReads) en 5 segundos
  • Equivalente a unas 340 lecturas por segundo

Para alcanzar este comportamiento es necesario:

  • Utilizar un cliente OPC UA específico capaz de: 

Programar explícitamente la emisión de lecturas al servidor OPC UA a esa frecuencia

Gestionar el registro, optimización y ordenación de las respuestas

⚠️ Importante:
Este escenario se sale del caso de uso previsto para OPC UA, que está orientado principalmente a comunicaciones basadas en suscripciones.
Aun así, los nuevos firmwares y los controladores PACSystems están mostrando estas prestaciones en condiciones controladas de laboratorio.


Uso simultáneo de OPC UA y otros protocolos

Impacto en el rendimiento

Cuando el controlador utiliza simultáneamente:

  • OPC UA
  • Y otros protocolos como SRTP o Modbus TCP

El rendimiento del servidor OPC UA puede verse deteriorado.

Esto se debe a que:

  • Todos los protocolos comparten recursos internos del controlador.
  • Una carga elevada en comunicaciones SRTP o Modbus TCP reduce el tiempo disponible para OPC UA.

En proyectos con requisitos de alta frecuencia o alta carga de comunicaciones, es recomendable:

  • Analizar el reparto de protocolos.
  • Considerar arquitecturas de red y segmentación adecuadas.
  • Validar el comportamiento bajo carga real.


Control del servidor OPC UA

Gestión desde el entorno de ingeniería

El servidor OPC UA puede gestionarse manualmente desde:

  • PAC Machine Edition (entorno de programación de los PLCs Emerson)

Desde ahí es posible:

  • Configurar el servidor
  • Habilitar o deshabilitar su funcionamiento
  • Ajustar parámetros operativos


Control desde el propio programa del PLC

Además, el servidor OPC UA permite:

  • Controlar determinados aspectos de su funcionamiento desde el propio código del PLC

Esto posibilita, por ejemplo:

  • Arrancar o detener el servidor OPC UA en función del estado de la máquina
  • Integrar la gestión del servidor dentro de la lógica de aplicación
  • Coordinar el comportamiento del servidor con otros estados del sistema


Redundancia de controladores y OPC UA

En configuraciones con controladores redundantes, el servidor OPC UA incorpora mecanismos específicos para facilitar la integración desde el cliente.

Indicador de estado del servidor OPC UA

Los servidores OPC UA de controladores configurados en redundancia:

  • Indican el estado del servidor mediante la variable “Service Level”

Gracias a esta variable:

  • Un cliente OPC UA puede decidir de qué controlador leer los datos
  • En caso de fallo de uno de los controladores, el cliente puede conmutar de forma controlada al otro

Este comportamiento es clave en arquitecturas de alta disponibilidad, donde el cliente OPC UA debe ser consciente del rol activo/pasivo de cada PLC.

 

Documentación de referencia

Toda la información descrita anteriormente se detalla en el manual:

“Ethernet Communications User Manual”
Familias PACSystems RX3i y RSTi‑EP

En particular:

  • Capítulo 11 – OPC UA Server, donde se tratan en profundidad: 
    • Capacidades del servidor
    • Consideraciones de rendimiento
    • Gestión, control y diagnóstico