Sdílet prostřednictvím

Rychlý start: Přidání prostředků OPC UA do clusteru Azure IoT Operations Preview

  • Článek

Důležité

Azure IoT Operations Preview – Služba Azure Arc je aktuálně ve verzi Preview. Tento software ve verzi Preview byste neměli používat v produkčních prostředích.

Až bude dostupná obecně dostupná verze, budete muset nasadit novou instalaci operací Azure IoT. Nebudete moct upgradovat instalaci verze Preview.

Právní podmínky, které platí pro funkce Azure, které jsou ve verzi beta, verzi Preview nebo které zatím nejsou veřejně dostupné, najdete v Dodatečných podmínkách použití pro Microsoft Azure verze Preview.

V tomto rychlém startu ručně přidáte prostředky OPC UA do clusteru Azure IoT Operations Preview. Tyto prostředky publikují zprávy do zprostředkovatele MQTT ve vašem clusteru Azure IoT Operations. Tento postup obvykle provede uživatel OT.

Prostředek je fyzické zařízení nebo logická entita, která představuje zařízení, počítač, systém nebo proces. Například fyzické aktivum může být pumpa, motor, nádrž nebo výrobní linka. Logický prostředek, který definujete, může mít vlastnosti, streamovat telemetrii nebo generovat události.

Servery OPC UA jsou softwarové aplikace, které komunikují s prostředky. Značky OPC UA jsou datové body, které servery OPC UA zveřejňují. Značky OPC UA můžou poskytovat historická data o stavu, výkonu, kvalitě nebo stavu prostředků v reálném čase.

V tomto rychlém startu použijete webové uživatelské rozhraní provozního prostředí k vytvoření prostředků. Některé z těchto úloh můžete provést také pomocí Azure CLI.

Požadavky

Máte instanci Azure IoT Operations Preview nasazenou v clusteru Kubernetes. Rychlý start: Spuštění Azure IoT Operations Preview v GitHub Codespaces s K3s poskytuje jednoduché pokyny k nasazení instance Azure IoT Operations, kterou můžete použít pro rychlé starty.

Pokud se chcete přihlásit k webovému uživatelskému rozhraní provozního prostředí, potřebujete účet Microsoft Entra ID s alespoň oprávněními přispěvatele pro skupinu prostředků, která obsahuje vaši instanci Kubernetes – Azure Arc . Další informace najdete ve webovém uživatelském rozhraní provozního prostředí.

Pokud není uvedeno jinak, můžete příkazy konzoly spustit v tomto rychlém startu v prostředí Bash nebo PowerShellu.

Jaký problém vyřešíme?

Data, která servery OPC UA zpřístupňují, můžou mít složitou strukturu a mohou být obtížně pochopitelné. Operace Azure IoT poskytují způsob, jak modelovat prostředky OPC UA jako značky, události a vlastnosti. Toto modelování usnadňuje pochopení dat a jejich použití v podřízených procesech, jako je zprostředkovatel MQTT a toky dat.

Nasazení simulátoru OPC PLC

V tomto rychlém startu se k vygenerování ukázkových dat používá simulátor OPC PLC. Pokud chcete nasadit simulátor OPC PLC, spusťte následující příkaz:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/Azure-Samples/explore-iot-operations/main/samples/quickstarts/opc-plc-deployment.yaml

Následující fragment kódu ukazuje použitý soubor YAML:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: opc-plc-deployment
  namespace: azure-iot-operations
  labels:
    app.kubernetes.io/component: opcplc-000000
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/component: opcplc-000000
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/component: opcplc-000000
    spec:
      containers:
      - name: opc-plc
        image: mcr.microsoft.com/iotedge/opc-plc:latest
        args:
          - "--ph=opcplc-000000"
          - "--cdn=opcplc-000000"
          - "--ut"
          - "--trustowncert" # Can we remove?
          - "--sn=25"
          - "--sr=10"
          - "--fn=2000"
          - "--veryfastrate=1000"          
          - "--gn=5"
          - "--pn=50000"
          - "--maxsessioncount=100"
          - "--maxsubscriptioncount=100"
          - "--maxqueuedrequestcount=2000"          
          - "--ses"
          - "--alm"
          - "--at=FlatDirectory"
          - "--drurs"        
          - "--ll-debug"
        ports:
        - containerPort: 50000
        volumeMounts:
          - name: opc-plc-tls
            mountPath: /app/pki/own
          - name: opc-plc-tls
            mountPath: /app/pki/trusted # Trust own cert
      volumes:
        - name: opc-plc-tls
          secret:
            secretName: opc-plc-tls
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: opcplc-000000
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app.kubernetes.io/component: opcplc-000000
  ports:
    - port: 50000
      protocol: TCP
      targetPort: 50000
---
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: opc-plc-certificate
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  secretName: opc-plc-tls
  duration: 2160h # 90d
  renewBefore: 360h # 15d
  issuerRef:
    name: aio-opc-opcuabroker-default-root-ca-issuer
    kind: Issuer
  commonName: OpcPlc
  dnsNames:
    - opcplc-000000
    - opcplc-000000.azure-iot-operations.svc.cluster.local
    - opcplc-000000.azure-iot-operations
  uris:
    - urn:OpcPlc:opcplc-000000
  usages:
    - digital signature
    - key encipherment
    - data encipherment
    - server auth
    - client auth
  privateKey:
    algorithm: RSA
    size: 2048
  encodeUsagesInRequest: true
  isCA: false

Upozornění

Tato konfigurace není zabezpečená. Tuto konfiguraci nepoužívejte v produkčním prostředí.

Přihlášení k provoznímu prostředí

Pokud chcete vytvářet koncové body prostředků, prostředky a přihlásit se k odběru značek a událostí OPC UA, použijte provozní prostředí.

Přejděte do provozního prostředí v prohlížeči a přihlaste se pomocí přihlašovacích údajů Microsoft Entra ID.

Vyberte svůj web.

Web je kolekce instancí operací Azure IoT. Weby obvykle seskupují instance podle fyzického umístění a usnadňují uživatelům OT vyhledání a správu prostředků. Správce IT vytvoří weby a přiřadí jim instance provozu Azure IoT. Vzhledem k tomu, že pracujete s novým nasazením, ještě neexistují žádné weby. Cluster, který jste vytvořili v předchozím rychlém startu, najdete výběrem nepřiřazených instancí. V provozním prostředí představuje instance cluster, ve kterém jste nasadili operace Azure IoT.

Snímek obrazovky znázorňující uzel nepřiřazených instancí v provozním prostředí

Vyberte instanci.

V předchozím rychlém startu vyberte instanci, ve které jste nasadili operace Azure IoT:

Snímek obrazovky se seznamem instancí operací Azure IoT

Tip

Pokud nevidíte žádné instance, možná nejste ve správném tenantovi Microsoft Entra ID. Tenanta můžete změnit z pravé horní nabídky v provozním prostředí.

Přidání koncového bodu prostředku

Při nasazení operací Azure IoT v předchozím článku jste zahrnuli integrovaný simulátor OPC PLC. V tomto kroku přidáte koncový bod prostředku, který vám umožní připojit se k simulátoru OPC PLC.

Přidání koncového bodu prostředku:

  1. Vyberte koncové body assetu a pak vytvořte koncový bod prostředku:

    Snímek obrazovky znázorňující stránku koncových bodů prostředku v provozním prostředí

  2. Zadejte následující informace o koncovém bodu:

    Pole Hodnota
    Název koncového bodu prostředku opc-ua-connector-0
    Adresa URL serveru OPC UA opc.tcp://opcplc-000000:50000
    Režim ověřování uživatelů Anonymous

  3. Pokud chcete definici uložit, vyberte Vytvořit.

    Tato konfigurace nasadí do clusteru nový koncový bod prostředku volaný opc-ua-connector-0 . Můžete použít kubectl k zobrazení koncových bodů prostředku:

    kubectl get assetendpointprofile -n azure-iot-operations

Správa vašich prostředků

Po výběru instance v provozním prostředí se na stránce Prostředky zobrazí dostupný seznam prostředků. Pokud ještě žádné prostředky neexistují, je tento seznam prázdný:

Snímek obrazovky se seznamem prázdných prostředků operací Azure IoT

Vytvoření majetku

Pokud chcete vytvořit prostředek, vyberte Vytvořit prostředek. Pak zadejte následující informace o aktivech:

Pole Hodnota
Koncový bod prostředku opc-ua-connector-0
Název prostředku thermostat
Popis A simulated thermostat asset

Odeberte existující vlastní vlastnosti a přidejte následující vlastní vlastnosti. Dávejte pozor, abyste použili přesné názvy vlastností, protože šablona Power BI v pozdějším rychlém startu se na ně dotazuje:

Název vlastnosti Podrobnosti o vlastnosti
batch 102
Zákazník Contoso
vybavení Kotel
isSpare true
location Seattle

Snímek obrazovky se stránkou podrobností o prostředku azure IoT Operations

Výběrem možnosti Další přejděte na stránku Přidat značky .

Vytvoření značek OPC UA

Přidejte dvě značky OPC UA na stránce Přidat značky . Pokud chcete přidat každou značku, vyberte Přidat značku nebo CSV a pak vyberte Přidat značku. Zadejte podrobnosti o značce uvedené v následující tabulce:

ID uzlu Název značky Režim pozorovatelnosti
ns=3; s=FastUInt10 Teplota Nic
ns=3; s=FastUInt100 Značka 10 Nic

Režim pozorovatelnosti je jedna z následujících hodnot: None, Gauge, Counter, Histogram, nebo Log.

Můžete vybrat Možnost Spravovat výchozí nastavení a změnit výchozí interval vzorkování a velikost fronty pro každou značku.

Snímek obrazovky se stránkou přidání značky operací Azure IoT

Výběrem možnosti Další přejdete na stránku Přidat události a pak přejdete na stránku Revize.

Přehled

Než vyberete Vytvořit, zkontrolujte podrobnosti o prostředku a značkách a proveďte potřebné úpravy:

Snímek obrazovky se stránkou pro kontrolu prostředku operace Azure IoT

Tato konfigurace nasadí do clusteru nový prostředek.thermostat K zobrazení prostředků můžete použít kubectl :

kubectl get assets -n azure-iot-operations

Ověření toku dat

Pomocí nástroje mosquitto_sub ověřte, že data proudí do zprostředkovatele MQTT. V tomto příkladu spustíte nástroj mosquitto_sub v clusteru Kubernetes:

  1. Spuštěním následujícího příkazu nasaďte pod, který obsahuje mosquitto_pub a mosquitto_sub nástroje, které jsou užitečné pro interakci s zprostředkovatelem MQTT v clusteru:

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/Azure-Samples/explore-iot-operations/main/samples/quickstarts/mqtt-client.yaml

    Následující fragment kódu ukazuje použitý soubor YAML:

    # Important: do not use in production environments
# Creates a pod with mosquitto-clients and mqttui utilities in your cluster
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mqtt-client
  # The namespace must match the IoT MQ BrokerListener's namespace
  # Otherwise use the long hostname: aio-broker.azure-iot-operations.svc.cluster.local
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  # Use the "mqtt-client" service account which comes with default deployment
  # Otherwise create it with `kubectl create serviceaccount mqtt-client -n azure-iot-operations`
  serviceAccountName: mqtt-client
  containers:
    # Install mosquitto and mqttui utilities on Alpine linux
  - image: alpine
    name: mqtt-client
    command: ["sh", "-c"]
    args: ["apk add mosquitto-clients mqttui && sleep infinity"]
    resources:
      limits:
        cpu: 500m
        memory: 200Mi
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 100Mi
    volumeMounts:
    - name: broker-sat
      mountPath: /var/run/secrets/tokens
    - name: trust-bundle
      mountPath: /var/run/certs
  volumes:
  - name: broker-sat
    projected:
      sources:
      - serviceAccountToken:
          path: broker-sat
          audience: aio-internal # Must match audience in BrokerAuthentication
          expirationSeconds: 86400
  - name: trust-bundle
    configMap:
      name: azure-iot-operations-aio-ca-trust-bundle # Default root CA cert

    Upozornění

    Tato konfigurace není zabezpečená. Tuto konfiguraci nepoužívejte v produkčním prostředí.

  2. Když je pod mqtt-client spuštěný, spuštěním následujícího příkazu vytvořte prostředí v podu, který jste vytvořili:

    kubectl exec --stdin --tty mqtt-client -n azure-iot-operations -- sh

  3. V prostředí Bash v podu mqtt-client spusťte následující příkaz pro připojení k zprostředkovateli MQTT pomocí nástroje mosquitto_sub přihlášeného k odběru data/thermostat tématu:

    mosquitto_sub --host aio-broker --port 18883 --topic "azure-iot-operations/data/#" -v --debug --cafile /var/run/certs/ca.crt -D CONNECT authentication-method 'K8S-SAT' -D CONNECT authentication-data $(cat /var/run/secrets/tokens/broker-sat)

    Tento příkaz bude dál spouštět a zobrazovat zprávy při jejich doručení do data/thermostat tématu, dokud ho nezastavíte stisknutím ctrl+C .

Pokud chcete ověřit, že přidaný termostatický prostředek publikuje data, podívejte se na telemetrii v azure-iot-operations/data tématu:

Client $server-generated/05a22b94-c5a2-4666-9c62-837431ca6f7e received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'azure-iot-operations/data/thermostat', ... (152 bytes))
{"temperature":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:17.1858435Z","Value":4558},"Tag 10":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:17.1858869Z","Value":4558}}
Client $server-generated/05a22b94-c5a2-4666-9c62-837431ca6f7e received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'azure-iot-operations/data/thermostat', ... (152 bytes))
{"temperature":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:18.1838125Z","Value":4559},"Tag 10":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:18.1838523Z","Value":4559}}
Client $server-generated/05a22b94-c5a2-4666-9c62-837431ca6f7e received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'azure-iot-operations/data/thermostat', ... (152 bytes))
{"temperature":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:19.1834363Z","Value":4560},"Tag 10":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:19.1834879Z","Value":4560}}
Client $server-generated/05a22b94-c5a2-4666-9c62-837431ca6f7e received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'azure-iot-operations/data/thermostat', ... (152 bytes))
{"temperature":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:20.1861251Z","Value":4561},"Tag 10":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:20.1861709Z","Value":4561}}
Client $server-generated/05a22b94-c5a2-4666-9c62-837431ca6f7e received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'azure-iot-operations/data/thermostat', ... (152 bytes))
{"temperature":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:21.1856798Z","Value":4562},"Tag 10":{"SourceTimestamp":"2024-07-29T15:02:21.1857211Z","Value":4562}}

Pokud tok dat neexistuje, restartujte pod aio-opc-opc.tcp-1 :

  1. Pomocí následujícího příkazu najděte název podu aio-opc-opc.tcp-1 :

    kubectl get pods -n azure-iot-operations

    Název podu vypadá takto aio-opc-opc.tcp-1-849dd78866-vhmz6.

  2. aio-opc-opc.tcp-1 Restartujte pod pomocí příkazu, který vypadá jako v následujícím příkladu. Použijte název podu aio-opc-opc.tcp-1 z předchozího kroku:

    kubectl delete pod aio-opc-opc.tcp-1-849dd78866-vhmz6 -n azure-iot-operations

Ukázkové značky, které jste přidali v předchozím rychlém startu, generují zprávy z vašeho prostředku, které vypadají jako v následujícím příkladu:

{
    "temperature": {
        "SourceTimestamp": "2024-08-02T13:52:15.1969959Z",
        "Value": 2696
    },
    "Tag 10": {
        "SourceTimestamp": "2024-08-02T13:52:15.1970198Z",
        "Value": 2696
    }
}

Jak jsme tento problém vyřešili?

V tomto rychlém startu jste přidali koncový bod assetu a pak definovali prostředek a značky. Prostředky a značky modelují data ze serveru OPC UA, aby se data snadněji používala ve zprostředkovateli MQTT a dalších podřízených procesech. Použijete termostatický prostředek, který jste definovali v dalším rychlém startu.

Vyčištění prostředků

Pokud budete pokračovat k dalšímu rychlému startu, ponechte všechny prostředky.

Pokud chcete odebrat nasazení operací Azure IoT, ale zachovat cluster, použijte příkaz az iot ops delete :

az iot ops delete --cluster $CLUSTER_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP

Pokud chcete odstranit všechny prostředky, které jste vytvořili pro účely tohoto rychlého startu, odstraňte cluster Kubernetes, ve kterém jste nasadili operace Azure IoT, a pak odeberte skupinu prostředků Azure, která obsahovala cluster.

Pokud jste pro tyto rychlé starty použili Codespaces, odstraňte codespace z GitHubu.

Další krok

Rychlý start: Odeslání telemetrie prostředků do cloudu pomocí konektoru Data Lake pro zprostředkovatele MQTT