クイックスタート: OPC UA 資産を Azure IoT Operations プレビュークラスターに追加する

[アーティクル]
05/02/2024

重要

Azure Arc によって有効にされる Azure IoT Operations Preview は、現在プレビュー段階です。運用環境ではこのプレビューソフトウェアを使わないでください。

ベータ版、プレビュー版、または一般提供としてまだリリースされていない Azure の機能に適用される法律条項については、「Microsoft Azure プレビューの追加使用条件」を参照してください。

このクイックスタートでは、OPC UA 資産を Azure IoT Operations Preview クラスターに手動で追加します。これらの資産は、Azure IoT Operations クラスターの Azure IoT MQ ブローカー (プレビュー) にメッセージを発行します。通常、OT ユーザーは次の手順を実行します。

資産とは、物理デバイス、または、デバイス、マシン、システム、またはプロセスを表す論理エンティティです。たとえば、物理資産には、ポンプ、モーター、タンク、生産ラインなどがあります。定義する論理資産には、プロパティがあったり、テレメトリをストリーミングしたり、イベントを生成したりする可能性があります。

OPC UA サーバーは、資産と通信するソフトウェアアプリケーションです。 OPC UA タグは、OPC UA サーバーが公開するデータポイントです。 OPC UA タグは、資産のステータス、パフォーマンス、品質、状態に関する、リアルタイムまたは履歴データを提供できます。

このクイックスタートでは、Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルを使って資産を作成します。 Azure CLI を使って、これらのタスクの一部を完了することもできます。

前提条件

このクイックスタートを開始する前に、「クイックスタート: Azure IoT Operations (プレビュー) を Arc 対応 Kubernetes クラスターにデプロイする」を完了してください。

Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルにサインインするには、Azure IoT Operations をデプロイしたテナントに職場または学校アカウントが必要です。現在 Microsoft アカウント (MSA) を使用している場合は、Kubernetes - Azure Arc インスタンスを含むリソースグループに対して共同作成者以上のアクセス許可を持つ Microsoft Entra ID を作成する必要があります。詳細については、既知の問題の > Entra アカウントの作成を参照してください。

どのような問題が解決されますか?

OPC UA サーバーが公開するデータは複雑な構造になっている可能性があり、理解が困難な場合があります。 Azure IoT Operations では、OPC UA 資産をタグ、イベント、プロパティとしてモデル化する方法が提供されます。このモデル化により、データが理解しやすくなり、MQ ブローカーや Azure IoT データプロセッサ (プレビュー) パイプラインなどのダウンストリームプロセスでの使用が容易になります。

Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルにサインインする

資産エンドポイント、資産を作成し、OPC UA のタグとイベントにサブスクライブするには、Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルを使用します。ブラウザーで Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルに移動し、Microsoft Entra ID の資格情報でサインインします。

重要

Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルにサインインするには、職場または学校アカウントを使用する必要があります。詳細については、既知の問題の > Entra アカウントの作成を参照してください。

サイトを選択する

サインインすると、アクセス権を持つサイトの一覧がポータルに表示されます。各サイトは、資産を構成できる Azure IoT Operations インスタンスのコレクションです。 IT 管理者は、サイトへのインスタンスの編成と組織内の OT ユーザーへのアクセス権の付与を担当します。新しい展開を使用しているため、サイトはまだありません。前のクイックスタートで作成したクラスターは、[未割り当てインスタンス] を選択することで確認できます。ポータルでは、インスタンスは Azure IoT Operations をデプロイしたクラスターを表します。

Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルの未割り当てインスタンスノードを示すスクリーンショット。

インスタンスを選択する

前のクイックスタートで Azure IoT Operations をデプロイしたクラスターを選択します。

Azure IoT Operations インスタンスの一覧のスクリーンショット。

ヒント

インスタンスが表示されない場合は、適切な Azure Active Directory テナントにいない可能性があります。ポータルの右上のメニューからテナントを変更できます。

資産エンドポイントを追加する

Azure IoT Operations をデプロイしたときに、組み込みの OPC PLC シミュレーターを含めるように選択しました。この手順では、OPC PLC シミュレーターに接続できるようにする資産エンドポイントを追加します。

資産エンドポイントを追加するには、次のようにします。

[資産エンドポイントの管理] を選択し、続いて [資産エンドポイントの作成] を選択します。

次のエンドポイント情報を入力します。

フィールド	値
名前	`opc-ua-connector-0`
OPC UA Broker の URL	`opc.tcp://opcplc-000000:50000`
ユーザー認証	`Anonymous`
トランスポート認証	`Do not use transport authentication certificate`

定義を保存するには、[作成] を選択します。

この構成では、opc-ua-connector-0 という新しい資産エンドポイントをクラスターにデプロイします。 kubectl を使って資産エンドポイントを表示できます。
```
kubectl get assetendpointprofile -n azure-iot-operations
```

これらのクイックスタートでは、OPC PLC シミュレーターを使用してサンプルデータを生成します。クイックスタートシナリオを有効にするには、信頼されていないサーバー証明書を受け入れるように OPC UA ブローカーを構成し、相互信頼が確立されていない状態で接続するように資産エンドポイントを構成する必要があります。この構成は、運用環境または運用前環境では推奨されません。詳細については、「OPC PLC シミュレーターをデプロイする」を参照してください。

クイックスタートシナリオ用にシミュレーターを構成するには、次のコマンドを実行します。
```
az k8s-extension update --version 0.3.0-preview --name opc-ua-broker --release-train preview --cluster-name <CLUSTER_NAME> --resource-group <RESOURCE_GROUP> --cluster-type connectedClusters --auto-upgrade-minor-version false --config opcPlcSimulation.deploy=true --config opcPlcSimulation.autoAcceptUntrustedCertificates=true
```
注意事項

運用環境または運用前環境では、この構成を使わないでください。この構成では、OPC PLC のセキュリティレベルを下げて、明示的なピア証明書の信頼操作を行わずにクライアントからの接続を受け入れるようにします。
クイックスタートシナリオ用に資産エンドポイントを構成するには、次のコマンドを実行します。
```
kubectl patch AssetEndpointProfile opc-ua-connector-0 -n azure-iot-operations --type=merge -p '{"spec":{"additionalConfiguration":"{\"applicationName\":\"opc-ua-connector-0\",\"security\":{\"autoAcceptUntrustedServerCertificates\":true}}"}}'
```
注意事項

運用環境または運用前環境では、この構成を使わないでください。適切な認証なしでクラスターをインターネットに公開すると、未承認アクセスや DDOS 攻撃につながる可能性があります。

詳細については、「OPC PLC シミュレーターをデプロイする」を参照してください。
構成変更をすぐに有効にするには、最初に次のコマンドを使用して、aio-opc-supervisor ポッドの名前を見つけます。
```
kubectl get pods -n azure-iot-operations
```
ポッドの名前は aio-opc-supervisor-956fbb649-k9ppr のようになります。
次の例のようなコマンドを実行して、aio-opc-supervisor ポッドを再起動します。前の手順の aio-opc-supervisor ポッド名を使います。
```
kubectl delete pod aio-opc-supervisor-956fbb649-k9ppr -n azure-iot-operations
```

資産を定義すると、OPC UA コネクタポッドによって検出されます。ポッドは、資産定義で指定する資産エンドポイントを使用して、OPC UA サーバーに接続します。 kubectl を使うと、資産エンドポイントを追加したときに作成された検出ポッドを表示できます。ポッド名は aio-opc-opc.tcp-1-8f96f76-kvdbt のようになります。

kubectl get pods -n azure-iot-operations

OPC PLC シミュレーターが実行されている場合、データはシミュレーターからコネクタ、OPC UA ブローカー、最後に MQ ブローカーに流れます。

資産を管理する

Azure IoT Operations (プレビュー) ポータルでインスタンスを選択すると、[資産] ページに使用可能な資産の一覧が表示されます。資産がまだない場合、この一覧は空です。

Azure IoT Operations の空の資産リストのスクリーンショット。

資産の作成

資産を作成するには、[資産の作成] を選択します。

次の資産情報を入力します。

フィールド	値
資産名	`thermostat`
資産エンドポイント	`opc-ua-connector-0`
説明	`A simulated thermostat asset`

Azure IoT Operations の資産の詳細ページのスクリーンショット。

[資産の詳細] ページを下にスクロールし、次のような資産のその他のプロパティを構成します。

メーカー
製造元 URI
モデル
製品コード
ハードウェアのバージョン
ソフトウェアバージョン
シリアル番号
ドキュメント URI

既に定義されているサンプルプロパティを削除し、独自のカスタムプロパティを追加できます。

[次へ] を選択して、[タグの追加] ページに移動します。

OPC UA タグを作成する

[タグの追加] ページで 2 つの OPC UA タグを追加します。それぞれのタグを追加するには、[タグまたは CSV の追加] を選択し、続いて [タグの追加] を選択します。次の表に示すタグの詳細を入力します。

ノード ID	タグ名	可観測性モード
ns=3;s=FastUInt10	温度	なし
ns=3;s=FastUInt100	タグ 10	なし

監視モードは値 none、gauge、counter、histogram、log のいずれかになります。

各タグの既定のサンプリング間隔とキューサイズはオーバーライドできます。

Azure IoT Operations の [タグの追加] ページのスクリーンショット。

[次へ] を選択して [イベントの追加] ページに移動し、[次へ] を選択して [確認] ページに移動します。

確認

資産とタグの詳細を確認し、必要な調整を行ったら、[作成] を選択します。

Azure IoT Operations の [資産の作成] レビューページのスクリーンショット。

データが流れていることを確認する

mqttui ツールを使って、データが MQTT ブローカーに流れていることを確認します。この例では、Kubernetes クラスター内で mqttui ツールを実行します。

次のコマンドを実行して、クラスター内の MQ ブローカーとの対話に役立つ mqttui と mosquitto ツールを含むポッドをデプロイします。

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

次に示すスニペットは、適用した YAML ファイルです。

# 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-mq-dmqtt-frontend.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"]
    volumeMounts:
    - name: mq-sat
      mountPath: /var/run/secrets/tokens
    - name: trust-bundle
      mountPath: /var/run/certs
  volumes:
  - name: mq-sat
    projected:
      sources:
      - serviceAccountToken:
          path: mq-sat
          audience: aio-mq # Must match audience in BrokerAuthentication
          expirationSeconds: 86400
  - name: trust-bundle
    configMap:
      name: aio-ca-trust-bundle-test-only # Default root CA cert

注意

この構成はセキュリティで保護されていません。運用環境では、この構成を使わないでください。

mqtt-client ポッドが実行されているときに、次のコマンドを実行して、作成したポッド内にシェル環境を作成します。
```
kubectl exec --stdin --tty mqtt-client -n azure-iot-operations -- sh
```
mqtt-client ポッドのシェルで次のコマンドを実行し、mqttui ツールを使って MQ ブローカーに接続します。
```
mqttui -b mqtts://aio-mq-dmqtt-frontend:8883 -u '$sat' --password $(cat /var/run/secrets/tokens/mq-sat) --insecure
```

追加したサーモスタット資産がデータを発行していることを確認するには、azure-iot-operations/data トピックのテレメトリを表示します。

データが流れていない場合は、aio-opc-opc.tcp-1 ポッドを再起動します。

次のコマンドを実行して、aio-opc-opc.tcp-1 ポッドの名前を確認します。
```
kubectl get pods -n azure-iot-operations
```
ポッドの名前は aio-opc-opc.tcp-1-849dd78866-vhmz6 のようになります。
次の例のようなコマンドを実行して、aio-opc-opc.tcp-1 ポッドを再起動します。前の手順の aio-opc-opc.tcp-1 ポッド名を使います。
```
kubectl delete pod aio-opc-opc.tcp-1-849dd78866-vhmz6 -n azure-iot-operations
```

前のクイックスタートで追加したサンプルタグによって、次の例のようなメッセージが資産から生成されます。

{
    "Timestamp": "2024-03-08T00:54:58.6572007Z",
    "MessageType": "ua-deltaframe",
    "payload": {
      "temperature": {
        "SourceTimestamp": "2023-08-10T00:54:58.2543129Z",
        "Value": 7109
      },
      "Tag 10": {
        "SourceTimestamp": "2023-08-10T00:54:58.2543482Z",
        "Value": 7109
      }
    },
    "DataSetWriterName": "thermostat",
    "SequenceNumber": 4660
}

Azure IoT Akri プレビューを使用して OPC UA データソースを検出する

前のセクションでは、資産を手動で追加する方法について説明しました。 Azure IoT Akri (プレビュー) を使用して自動的に OPC UA データソースを検出し、検出されたデバイスを表す Akri インスタンスカスタムリソースを作成することもできます。現在のところ、Akri では、Azure Device Registry (プレビュー) に取り込むことができる資産は検出も作成もできません。

Azure IoT Operations をデプロイすると、デプロイには Akri 検出ハンドラーポッドが含まれます。これらのポッドが実行されていることを確認するには、次のコマンドを実行します。

kubectl get pods -n azure-iot-operations | grep akri

kubectl get pods -n azure-iot-operations |  Select-String -Pattern "akri"

上記のコマンドからの出力は、次の例のようになります。

akri-opcua-asset-discovery-daemonset-h47zk     1/1     Running   3 (4h15m ago)    2d23h
aio-akri-otel-collector-5c775f745b-g97qv       1/1     Running   3 (4h15m ago)    2d23h
aio-akri-agent-daemonset-mp6v7                 1/1     Running   3 (4h15m ago)    2d23h

Kubernetes クラスターが実行されているマシン上で次のコマンドを実行し、検出ハンドラーの新しい構成を適用します。

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

次に示すスニペットは、適用した YAML ファイルです。

apiVersion: akri.sh/v0
kind: Configuration
metadata:
  name: akri-opcua-asset
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  discoveryHandler: 
    name: opcua-asset
    discoveryDetails: "opcuaDiscoveryMethod:\n  - asset:\n      endpointUrl: \"	opc.tcp://opcplc-000000:50000\"\n      useSecurity: false\n      autoAcceptUntrustedCertificates: true\n"
  brokerProperties: {}
  capacity: 1

構成を確認するには、次のコマンドを実行し、Akri によって検出された OPC UA データソースを表す Akri インスタンスを表示します。

kubectl get akrii -n azure-iot-operations

インスタンスが表示されるまでに数分かかる場合があります。

上記のコマンドからの出力は、次の例のようになります。

NAMESPACE              NAME                      CONFIG             SHARED   NODES            AGE
azure-iot-operations   akri-opcua-asset-dbdef0   akri-opcua-asset   true     ["dom-aio-vm"]   35m

これで、これらのリソースをローカルクラスター名前空間で使用できるようになりました。

Akri が OPC UA ブローカーに接続されていることを確認するために、前のステップからの Akri インスタンスの名前をコピーして、次のコマンドに貼り付けます。

kubectl get akrii <AKRI_INSTANCE_NAME> -n azure-iot-operations -o json

コマンド出力は次の例のようになります。この出力例は、Akri インスタンスの brokerProperties 値を示していて、OPC UA ブローカーが接続されていることを裏付けています。

"spec": {

        "brokerProperties": {
            "ApplicationUri": "Boiler #2",
            "AssetEndpointProfile": "{\"spec\":{\"uuid\":\"opc-ua-broker-opcplc-000000-azure-iot-operation\"……

問題をどのように解決したか。

このクイックスタートでは、資産エンドポイントを追加し、資産とタグを定義しました。資産とタグは、OPC UA server からのデータをモデル化して、MQTT ブローカーやその他のダウンストリームプロセスでデータを容易に使用できるようにします。次のクイックスタートでは、定義したサーモスタット資産を使用します。

リソースをクリーンアップする

今後、このデプロイを使用しない場合、Azure IoT Operations をデプロイした Kubernetes クラスターを削除し、クラスターを含む Azure リソースグループを削除します。

次のステップ

クイックスタート: Azure IoT Data Processor プレビューパイプラインを使って OPC UA 資産からのデータを処理する。

クイックスタート: OPC UA 資産を Azure IoT Operations プレビュー クラスターに追加する