Desarrollo de una arquitectura abierta y modular implementada en Python para la interacción de dispositivos y servicios industriales mediante estándar OPC

Abstract

La integración de servicios y dispositivos industriales es una necesidad básica de cualquier aplicación en un entorno industrial o de investigación desde la extensión del uso de señales para la monitorización y automatización de procesos. Existen diversos protocolos abiertos y probados para comunicación a bajo nivel con dispositivos concretos. También existen soluciones comerciales para la integración de capas superiores y la unificación de protocolos, pero estas suelen estar limitadas al uso de hardware del fabricante específico. Surge por tanto la idea de suplir esta necesidad de integración diseñando e im- plementado una arquitectura abierta y modular para la comunicación de una diversidad heterogénea de dispositivos y que permita la interoperabilidad de distintos agentes, tanto a nivel de campo como en un nivel de abstracción superior. Con este objetivo se ha diseñado, implementado y posteriormente verificado el funcionamiento de una propuesta de arquitectura para comunicación de servicios y dispositivos. Para ello se ha aprovechado la existencia de protocolos abiertos tanto a nivel de campo (Modbus, p. ej.) como a mayor nivel de abstracción (OPC ). Haciendo uso de librerías existentes para el lenguaje de programaci ón Python, se han desarrollado dos pro- gramas que conforman la base de la arquitectura. Uno de ellos es el encargado de generar y gestionar el servidor OPC, así como automáticamente gestionar una base de datos que almacene los registros de todas las variables del sistema. Por otra parte, se ha programado un cliente genérico, el cual puede establecer una comunicación bidireccional entre dispositivo o servicio industrial y el servidor OPC. Además, se han desarrollado plantillas para la interacción con los diferentes elementos de la arquitectura con el software científico MATLAB así como la programación de un PLC para comunicación vía Modbus haciendo uso de un entorno de desarrollo basado en CODESYS.