Udostępnij za pośrednictwem

Szybki start: dodawanie zasobów OPC UA do klastra usługi Azure IoT Operations Preview

  • Artykuł

Ważne

Usługa Azure IoT Operations Preview — włączona przez usługę Azure Arc jest obecnie dostępna w wersji zapoznawczej. Nie należy używać tego oprogramowania w wersji zapoznawczej w środowiskach produkcyjnych.

Po udostępnieniu ogólnie dostępnej wersji należy wdrożyć nową instalację operacji usługi Azure IoT. Nie będzie można uaktualnić instalacji w wersji zapoznawczej.

Zobacz Dodatkowe warunki użytkowania wersji zapoznawczych platformy Microsoft Azure, aby zapoznać się z postanowieniami prawnymi dotyczącymi funkcji platformy Azure, które są w wersji beta lub wersji zapoznawczej albo w inny sposób nie zostały jeszcze wydane jako ogólnie dostępne.

W tym przewodniku Szybki start ręcznie dodasz zasoby OPC UA do klastra usługi Azure IoT Operations Preview. Te zasoby publikują komunikaty w brokerze MQTT w klastrze operacji usługi Azure IoT. Zazwyczaj użytkownik OT wykonuje te kroki.

Zasób to urządzenie fizyczne lub jednostka logiczna reprezentująca urządzenie, maszynę, system lub proces. Na przykład zasób fizyczny może być pompą, silnikiem, zbiornikiem lub linią produkcyjną. Zdefiniowany zasób logiczny może mieć właściwości, przesyłać strumieniowo dane telemetryczne lub generować zdarzenia.

Serwery OPC UA to aplikacje oprogramowania komunikujące się z elementami zawartości. Tagi OPC UA to punkty danych uwidaczniane przez serwery OPC UA. Tagi OPC UA mogą udostępniać dane historyczne dotyczące stanu, wydajności, jakości lub stanu zasobów w czasie rzeczywistym.

W tym przewodniku Szybki start użyjesz internetowego interfejsu użytkownika środowiska operacji do utworzenia zasobów. Możesz również użyć interfejsu wiersza polecenia platformy Azure, aby wykonać niektóre z tych zadań.

Wymagania wstępne

Masz wystąpienie usługi Azure IoT Operations Preview wdrożone w klastrze Kubernetes. Przewodnik Szybki start: uruchamianie usługi Azure IoT Operations w wersji zapoznawczej w usłudze GitHub Codespaces z językiem K3s zawiera proste instrukcje wdrażania wystąpienia operacji usługi Azure IoT, którego można użyć na potrzeby przewodników Szybki start.

Aby zalogować się do internetowego interfejsu użytkownika środowiska operacji, musisz mieć konto Microsoft Entra ID z co najmniej uprawnieniami współautora dla grupy zasobów zawierającej wystąpienie usługi Kubernetes — Azure Arc . Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Interfejs użytkownika sieci Web środowiska operacji.

Jeśli nie określono inaczej, możesz uruchomić polecenia konsoli w tym przewodniku Szybki start w środowisku Bash lub PowerShell.

Jaki problem rozwiążemy?

Dane udostępniane przez serwery OPC UA mogą mieć złożoną strukturę i mogą być trudne do zrozumienia. Operacje usługi Azure IoT umożliwiają modelowanie zasobów OPC UA jako tagów, zdarzeń i właściwości. Modelowanie ułatwia zrozumienie danych i używanie ich w procesach podrzędnych, takich jak broker MQTT i przepływy danych.

Wdrażanie symulatora OPC PLC

Ten przewodnik Szybki start używa symulatora OPC PLC do generowania przykładowych danych. Aby wdrożyć symulator OPC PLC, uruchom następujące polecenie:

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

Poniższy fragment kodu przedstawia zastosowany plik 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

Uwaga

Ta konfiguracja nie jest bezpieczna. Nie używaj tej konfiguracji w środowisku produkcyjnym.

Logowanie do środowiska operacji

Aby utworzyć punkty końcowe zasobów, zasoby i subskrybować tagi i zdarzenia OPC UA, użyj środowiska operacji.

Przejdź do środowiska operacji w przeglądarce i zaloguj się przy użyciu poświadczeń identyfikatora Entra firmy Microsoft.

Wybierz witrynę

Witryna to zbiór wystąpień operacji usługi Azure IoT. Witryny zazwyczaj grupują wystąpienia według lokalizacji fizycznej i ułatwiają użytkownikom OT lokalizowanie zasobów i zarządzanie nimi. Administrator IT tworzy lokacje i przypisuje do nich wystąpienia operacji usługi Azure IoT. Ponieważ pracujesz z nowym wdrożeniem, nie ma jeszcze żadnych witryn. Klaster utworzony w poprzednim przewodniku Szybki start można znaleźć, wybierając pozycję Nieprzypisane wystąpienia. W środowisku operacji wystąpienie reprezentuje klaster, w którym wdrożono operacje usługi Azure IoT.

Zrzut ekranu przedstawiający węzeł nieprzypisane wystąpienia w środowisku operacji.

Wybierz wystąpienie

Wybierz wystąpienie, w którym wdrożono operacje usługi Azure IoT w poprzednim przewodniku Szybki start:

Zrzut ekranu przedstawiający listę wystąpień operacji usługi Azure IoT.

Napiwek

Jeśli nie widzisz żadnych wystąpień, być może nie jesteś we właściwej dzierżawie identyfikatora Entra firmy Microsoft. Dzierżawę można zmienić z menu w prawym górnym rogu w środowisku operacji.

Dodawanie punktu końcowego zasobu

Po wdrożeniu operacji usługi Azure IoT w poprzednim artykule dołączono wbudowany symulator OPC PLC. W tym kroku dodasz punkt końcowy zasobu, który umożliwia nawiązywanie połączenia z symulatorem OPC PLC.

Aby dodać punkt końcowy zasobu:

  1. Wybierz pozycję Punkty końcowe zasobu, a następnie pozycję Utwórz punkt końcowy zasobu:

    Zrzut ekranu przedstawiający stronę punktów końcowych zasobu w środowisku operacji.

  2. Wprowadź następujące informacje o punkcie końcowym:

    Pole Wartość
    Nazwa punktu końcowego zasobu opc-ua-connector-0
    Adres URL serwera OPC UA opc.tcp://opcplc-000000:50000
    Tryb uwierzytelniania użytkownika Anonymous

  3. Aby zapisać definicję, wybierz pozycję Utwórz.

    Ta konfiguracja umożliwia wdrożenie nowego punktu końcowego zasobu wywoływanego opc-ua-connector-0 w klastrze. Możesz użyć kubectl polecenia , aby wyświetlić punkty końcowe zasobu:

    kubectl get assetendpointprofile -n azure-iot-operations

Zarządzanie zasobami

Po wybraniu wystąpienia w środowisku operacji zostanie wyświetlona lista dostępnych zasobów na stronie Zasoby . Jeśli jeszcze nie ma żadnych zasobów, ta lista jest pusta:

Zrzut ekranu przedstawiający pustą listę elementów zawartości operacji usługi Azure IoT.

Tworzenie składnika majątku

Aby utworzyć zasób, wybierz pozycję Utwórz zasób. Następnie wprowadź następujące informacje o zasobie:

Pole Wartość
Punkt końcowy elementu zawartości opc-ua-connector-0
Nazwa zasobu thermostat
opis A simulated thermostat asset

Usuń istniejące właściwości niestandardowe i dodaj następujące właściwości niestandardowe. Należy zachować ostrożność przy użyciu dokładnych nazw właściwości, ponieważ szablon usługi Power BI w późniejszym przewodniku Szybki start wykonuje dla nich zapytania:

Nazwa właściwości Szczegóły właściwości
batch 102
klient Contoso
indywidualnej Kocioł
isSpare prawda
lokalizacja Seattle

Zrzut ekranu przedstawiający stronę szczegółów zasobu operacji usługi Azure IoT.

Wybierz przycisk Dalej , aby przejść do strony Dodawanie tagów .

Tworzenie tagów OPC UA

Dodaj dwa tagi OPC UA na stronie Dodawanie tagów . Aby dodać każdy tag, wybierz pozycję Dodaj tag lub csv , a następnie wybierz pozycję Dodaj tag. Wprowadź szczegóły tagu pokazane w poniższej tabeli:

Identyfikator węzła Nazwa tagu Tryb obserwacji
ns=3; s=FastUInt10 temperature Brak
ns=3; s=FastUInt100 Tag 10 Brak

Tryb obserwacji jest jedną z następujących wartości: None, , CounterGauge, Histogramlub Log.

Możesz wybrać pozycję Zarządzaj ustawieniami domyślnymi, aby zmienić domyślny interwał próbkowania i rozmiar kolejki dla każdego tagu.

Zrzut ekranu przedstawiający stronę dodawania tagu operacje usługi Azure IoT.

Wybierz przycisk Dalej, aby przejść do strony Dodawanie zdarzeń, a następnie przycisk Dalej, aby przejść do strony Przegląd.

Wykonaj przegląd

Przed wybraniem pozycji Utwórz przejrzyj szczegóły zasobu i tagu i wprowadź potrzebne zmiany:

Zrzut ekranu przedstawiający stronę tworzenia zasobów operacji usługi Azure IoT.

Ta konfiguracja wdraża nowy zasób wywoływany thermostat w klastrze. Możesz użyć kubectl polecenia , aby wyświetlić zasoby:

kubectl get assets -n azure-iot-operations

Sprawdzanie, czy dane przepływają

Sprawdź, czy dane przepływają do brokera MQTT przy użyciu narzędzia mosquitto_sub . W tym przykładzie uruchomisz narzędzie mosquitto_sub w klastrze Kubernetes:

  1. Uruchom następujące polecenie, aby wdrożyć zasobnik zawierający narzędzia mosquitto_pub i mosquitto_sub przydatne do interakcji z brokerem MQTT w klastrze:

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

    Poniższy fragment kodu przedstawia zastosowany plik 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

    Uwaga

    Ta konfiguracja nie jest bezpieczna. Nie używaj tej konfiguracji w środowisku produkcyjnym.

  2. Po uruchomieniu zasobnika mqtt-client uruchom następujące polecenie, aby utworzyć środowisko powłoki w utworzonym zasobniku:

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

  3. W powłoce powłoki Bash w zasobniku mqtt-client uruchom następujące polecenie, aby nawiązać połączenie z brokerem MQTT przy użyciu narzędzia mosquitto_sub subskrybowanego do tematu data/thermostat :

    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)

    To polecenie będzie nadal uruchamiane i wyświetla komunikaty po nadejściu tematu data/thermostat do momentu naciśnięcia Ctrl+C , aby go zatrzymać.

Aby sprawdzić, czy dodany zasób termostatu publikuje dane, wyświetl dane telemetryczne w temacie azure-iot-operations/data :

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}}

Jeśli nie ma przepływanych danych, uruchom ponownie zasobnik aio-opc-opc.tcp-1 :

  1. Znajdź nazwę aio-opc-opc.tcp-1 zasobnika przy użyciu następującego polecenia:

    kubectl get pods -n azure-iot-operations

    Nazwa zasobnika wygląda następująco: aio-opc-opc.tcp-1-849dd78866-vhmz6.

  2. Uruchom ponownie zasobnik aio-opc-opc.tcp-1 , używając polecenia, które wygląda jak w poniższym przykładzie. aio-opc-opc.tcp-1 Użyj nazwy zasobnika z poprzedniego kroku:

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

Przykładowe tagi dodane w poprzednim przewodniku Szybki start generują komunikaty z zasobu, które wyglądają jak w poniższym przykładzie:

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

Jak rozwiązaliśmy ten problem?

W tym przewodniku Szybki start dodano punkt końcowy zasobu, a następnie zdefiniowano zasób i tagi. Dane modelu zasobów i tagów z serwera OPC UA ułatwiają korzystanie z danych w brokerze MQTT i innych procesach podrzędnych. Użyj zasobu termostatu zdefiniowanego w następnym przewodniku Szybki start.

Czyszczenie zasobów

Jeśli przejdziesz do następnego przewodnika Szybki start, zachowaj wszystkie zasoby.

Jeśli chcesz usunąć wdrożenie operacji usługi Azure IoT, ale zachować klaster, użyj polecenia az iot ops delete :

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

Jeśli chcesz usunąć wszystkie zasoby utworzone na potrzeby tego przewodnika Szybki start, usuń klaster Kubernetes, w którym wdrożono operacje usługi Azure IoT, a następnie usuń grupę zasobów platformy Azure zawierającą klaster.

Jeśli na potrzeby tych przewodników Szybki start użyto usługi Codespaces, usuń środowisko Codespace z usługi GitHub.

Następny krok

Szybki start: wysyłanie danych telemetrycznych zasobów do chmury przy użyciu łącznika usługi Data Lake dla brokera MQTT.