OPC A&E: Entenda porque você deveria saber mais a respeito

Conheça de forma simples e clara desde o conceito até o funcionamento do protocolo OPC A&E

Visando a integração entre diversos dispositivos em uma indústria de forma segura, foi criado em 1995 o protocolo OPC (Ole for Process Control). Mais tarde, em 1999, uma especificação direcionada a disciplinar a comunicação de dados de alarmes e eventos foi lançada, o OPC A&E ou simplesmente OPC AE.

Como já falamos em nosso artigo sobre OPC UA, o padrão OPC foi desenvolvido pela OPC Foundation e consiste basicamente em um protocolo que permite a conectividade entre diversos dispositivos em um chão de fábrica, independente do fornecedor.

Além do OPC A&E (Alarm and events) que iremos tratar neste artigo, vale a pena destacar que em conjunto com outras duas outras especificações formam o conjunto que ficou conhecido como OPC Classic,  são eles:  OPC DA (Data Access) e OPC HDA (Historical Data Access).

Aqui você irá entender pontos importantes sobre OPC A&E, como:

1. O que é OPC A&E?
2. Funcionamento do OPC A&E;
3. Tipos de eventos e informações contidas no OPC A&E;

Continue lendo e aprenda mais sobre o protocolo.

O que são alarmes e eventos?

Antes de irmos direto ao tema, vamos retomar importantes definições: Você sabe o que são alarmes e eventos?

De acordo com a norma da ANSI/ISA 18.2, um alarme é qualquer meio auditivo ou visual que indique uma condição inesperada no processo, equipamento, sistema ou instrumento que exige uma ação corretiva em um tempo restrito.

Já um evento, ainda de acordo com a mesma norma, é uma mudança nas condições da planta, de um equipamento ou de uma variável.

Perceba que, ao contrário do alarme, o evento não necessita de uma ação corretiva. Sua finalidade é apenas de indicar a ocorrência de alguma mudança.

Caso queira ainda se aprofundar no tema, confira nosso post sobre alarmes industriais e se aprofunde no tema.

Agora que já vimos conceitos importantes, vamos voltar para o assunto principal: OPC AE.

O que é OPC AE?

Lançado em 1999, o protocolo OPC AE (ou OPC A&E) permite a recepção, rastreio e reconhecimento de alarmes e eventos em uma indústria.

Vale salientar que o OPC A&E não possui a capacidade de gerar nenhum alarme ou evento no chão de fábrica. Sua finalidade se sustenta na aquisição de dados dos equipamentos conectados ao servidor e que tiveram seus alarmes e eventos previamente configurados.

Funcionamento do OPC AE

Os alarmes e eventos ocorrem de forma aleatória, ou seja, não podemos prevê-los. Dado esta característica, não seria eficiente ter um protocolo onde o cliente necessita realizar requisições para a leitura do estado de um determinado alarme ou evento.

Além disso, o alarme/evento possui uma série de informações que só fazem sentido em conjunto, como por exemplo o instante que ocorreu, sua prioridade, mensagem descritiva, dentre outras.

Nesse contexto, o OPC AE foi projetado para lidar com essas características. Por isso, o protocolo utiliza uma comunicação assíncrona, baseada em callback. Ou seja, o cliente realiza uma assinatura para receber notificações quando qualquer alarme e evento ocorrer.

Adicionalmente, o protocolo permite configurar filtros para que o cliente posse especificar um subconjunto dos eventos de interesse.

Confira agora o fluxo do dado e os tipos de eventos mais detalhadamente.

Fluxo de comunicação

Primeiramente é importante destacar que o OPC AE é um protocolo baseado na arquitetura cliente/servidor que utiliza como base a tecnologia COM/DCOM da Microsoft.

O COM/DCOM é uma das primeiras implementações para o que ficou conhecido como “chamada remota de procedimentos” (RPC).

Assim, a comunicação, nesse caso, ocorre pela chamada de procedimentos que estão em outros processos e até sistemas operacionais distintos.

Ou seja, o OPC AE nada mais é do que uma padronização das funções dos objetos COM.

Para uma melhor compreensão, observe a seguinte figura onde resumimos a sequência de funções a serem chamadas para  o início da assinatura para o cliente receber notificações de alarmes e eventos.

Assim, por ser uma arquitetura de cliente/servidor, o cliente que tem o papel de iniciar a comunicação e para isso chama o procedimento connect.

Em seguida, o cliente solicita a criação de uma assinatura, através do procedimento CreateEventSubscription, para permitir ser notificado sempre que eventos ocorrerem.

Dessa forma, invertendo a responsabilidade da comunicação em um mecanismo conhecido como callback. Após esta chamada, o cliente passa a ser notificado sempre que alarmes e eventos ocorrerem no servidor. A comunicação pode ser encerrada pelo cliente a qualquer momento através do procedimento disconnect que tem a função de liberar os recursos.

Certamente existem várias outras opções durante esse processo simplificado. Diante destas opções é importante destacar o papel dos filtros.

Os filtros permitem que o cliente selecione o grupo de eventos que está interessado. Neste momento, é possível escolher uma categoria, uma área do processo ou até mesmo uma faixa de prioridades. Para criar um filtro o cliente deverá chamar o procedimento setFilter após a criação da assinatura.

Tipos de eventos e informações

De acordo com o protocolo OPC AE, os eventos são divididos em três categorias: simples (Simple), de rastreamento (Tracking) e de condição (Condition), este último é o que conhecemos como ‘alarmes’.

Cada categoria, possui um conjunto específico de informações que são fornecidas e padronizadas pelo  OPC AE. Listamos abaixo as principais informações que estão contidas de acordo com sua categoria.

Eventos simples

Eventos simples consistem basicamente em mensagens informativas que não necessitam de ação corretiva do operador. Exemplo disso são as mensagens do sistema, como inicialização ou desligamento de um equipamento.

Informações contidas nos eventos simples:

• • Source - referência ao objeto que gerou o evento, gerando sua identificação;
  • Time - informa quando o evento ocorreu;
  • Type - tipo do evento ocorrido, podendo ser simples, rastreamento ou condição;
  • Event Category - agrupamento de eventos semelhantes de acordo com uma determinada característica;
  • Severity - Severidade do evento. Possui como métrica uma escala de 1 a 1000, onde 1 é a menor severidade, como simples informações, e 1000 a maior severidade, como eventos de natureza catastrófica geradoras de grandes perdas;
  • Message - mensagem que descreve o evento;

Evento de rastreamento

Eventos de rastreamento são semelhantes aos simples, porém indicam que alguma ação específica foi executada por algum ator.

Assim como nos eventos simples, os eventos de rastreamento são informativos e não necessitam de alguma ação específica.

Além de apresentar as mesmas informações dos eventos simples, os eventos de rastreamento ainda contém o seguinte dado:

• ActorID - identifica o usuário que iniciou a ação resultante do evento, podendo se tratar tanto de um operador quanto de uma aplicação;

Evento de condição (Alarmes)

Eventos de condição  dizem respeito à detecção de condições que requerem algum tipo de resposta ou reconhecimento do evento pelo operador.

Dessa forma, essas condições possuem alguma informação de estado do alarme associada (ACK - Reconhecido, UNACK - Não Reconhecido, RTN - Retorno ao Normal). Um novo evento de condição é gerado sempre que houver qualquer alteração nesse estado.

Além de apresentar as mesmas informações dos eventos simples, os eventos de condição ainda contém os seguintes dados:

• ConditionName - o nome atribuído à condição. Ex: Limite;
• SubConditionName - o nome atribuído à sub-condição. Ex: HIHI/LOLO/LOW.HIGH;
• Change Mask - indica quais propriedades da condição foram alteradas;
• NewState - indica o novo estado da condição;
• Quality - qualidade e confiabilidade do dado que foi transmitido pelo evento, podendo ser good, bad, uncertain ou unknown;
• AckRequired - indica se uma confirmação (reconhecimento) é necessária ou não;
• ActiveTime - o instante de tempo que ocorreu a ativação do alarme;
• Cookie - Identificador únido definido pelo servidor associado à notificação de eventos;
• ActorID - colaborador responsável por reconhecer o evento.

Estados dos alarmes

Como vimos, os eventos de condição (alarmes) geram notificações ao cliente sempre que há qualquer transição em seu estado.  Logo, o cliente precisa interpretar o estado adequadamente para o correto entendimento da mensagem.

Neste sentido, o OPC AE padroniza todos os estados e transições possíveis em um diagrama de estado detalhado na especificação.  A figura abaixo apresenta uma simplificação destes estados e suas transições.

Filtros de eventos

Alguma vezes o cliente pode estar interessado em apenas um subconjunto específico de eventos. Para isso, como já mencionamos, existem os filtros onde o cliente pode informar qual conjunto de eventos está interessado. 

Sendo assim, o OPC A&E, disponibiliza os seguintes atributos como passíveis de filtros, são eles:

• Type of event - o tipo de evento que se deseja observar, podendo ser simples, de rastreamento ou de condição;
• Event categories - combinação de categorias, agrupando eventos semelhantes em determinada característica;
• Lowest severity - permite a seleção dos eventos com níveis de severidade acima de um determinado valor;
• Highest severity - permite a seleção dos eventos com níveis deseveridade abaixo de um determinado valor.

Através desses filtros o processo de análise dos alarmes e eventos torna-se mais simples, visto a obtenção apenas dos que são de interesse imediato.

Considerações finais

Nesse artigo pudemos compreender melhor o conceito de OPC AE e seu funcionamento, tratando de pontos importantes como sua arquitetura e o fluxo de informações.

E então, ficou tudo claro? Esperamos que esse artigo tenha te proporcionado um melhor entendimento acerca do OPC AE, bem como uma reflexão sobre o tema dentro do contexto da sua indústria.

Ainda restou alguma dúvida? Fique a vontade para entrar em contato comigo através do debora.silva@logiquesistemas.com.br, ficarei feliz em te ajudar!

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