Conectar ativos industriais usando o Agente OPC UA da versão prévia da Internet das Coisas do Azure
Importante
O recurso Pré-visualização de Operações do Azure IoT — habilitado pelo Azure Arc — está atualmente em VERSÃO PRÉVIA. Você não deve usar esse software em versão prévia em ambientes de produção.
Veja os Termos de Uso Complementares para Versões Prévias do Microsoft Azure para obter termos legais que se aplicam aos recursos do Azure que estão em versão beta, versão prévia ou que, de outra forma, ainda não foram lançados em disponibilidade geral.
O OPC UA (OPC Unified Architecture) é um padrão desenvolvido pelo OPC Foundation para trocar dados entre componentes industriais e a nuvem. Os componentes industriais podem incluir dispositivos físicos, como sensores, atuadores, controladores e computadores. Os componentes industriais também podem incluir elementos lógicos, como processos, eventos, ativos definidos pelo software e sistemas inteiros. O padrão OPC UA permite que os componentes industriais que o usam se comuniquem com segurança e troquem dados na borda e na nuvem. Como os componentes industriais usam uma ampla variedade de protocolos para comunicação e troca de dados, pode ser complexo e caro desenvolver uma solução integrada. O padrão OPC UA é uma solução amplamente usada para esse problema. O OPC UA fornece um padrão consistente, seguro e documentado com base em formatos de dados amplamente usados. Os componentes industriais podem implementar o padrão OPC UA para habilitar a troca universal de dados.
A versão prévia do Agente OPC UA do Azure IoT permite que você se conecte a servidores OPC UA e publique dados de telemetria de componentes industriais conectados. Na Versão Prévia das Operações do Azure IoT, o Agente OPC UA é o serviço que permite que seu ambiente OPC UA industrial insira dados em suas cargas de trabalho locais em execução em um cluster e em suas cargas de trabalho de nuvem. Este artigo analisa o que é o Agente OPC UA e como ele funciona com seus ativos industriais na borda.
O que é Agente OPC UA
O Agente OPC UA é um aplicativo cliente que é executado como um serviço de middleware nas Operações do Azure IoT. O Agente OPC UA conecta-se a um servidor OPC UA, permite navegar pelo espaço de endereço do servidor e monitorar alterações de dados e eventos em ativos conectados. O principal benefício do Agente OPC UA é que ele simplifica o processo para se conectar a sistemas de servidor OPC UA locais.
Usando o Agente OPC UA, as equipes de operações e os desenvolvedores podem simplificar a tarefa de conectar ativos OPC UA à sua solução industrial na borda. Como parte das Operações do Azure IoT, o Agente OPC UA é enviado como um aplicativo K8s nativo que mostra como realizar as tarefas a seguir:
- Conectar servidores e ativos OPC UA existentes a um cluster nativo do Kubernetes K8s na borda
- Publicar dados de telemetria codificados em JSON de servidores OPC UA no formato OPC UA Pub/Sub, usando um conteúdo JSON
- Conectar-se aos serviços habilitados para Azure Arc na nuvem
O diagrama a seguir ilustra a arquitetura OPC UA: 
Recursos do Agente OPC UA
O Agente OPC UA dá suporte aos seguintes recursos como parte das Operações do Azure IoT:
- Conexões simultâneas com vários servidores OPC UA configurados por meio de CRs AssetEndpointProfile do Kubernetes
- Publicação de alterações de valor de dados OPC UA no formato OPC UA PubSub na codificação JSON
- Publicação de eventos OPC UA com campos de evento predefinidos
- Definição de ativo por meio de CRs de Ativo do Kubernetes
- Suporte à compactação de conteúdo (gzip, brotli)
- Reconexão automática para servidores OPC UA
- Observabilidade compatível com OpenTelemetry integrada
- Suporte para criptografia de transporte OPC UA
- Autenticação e autenticação anônimas com base no nome de usuário e na senha
- AssetEndpointProfiles e Ativos configuráveis por meio da API REST do Azure e do portal de Operações IoT do Azure (versão prévia)
- Detecção de ativos compatíveis com Akri de ativos OPC UA (os ativos devem ser compatíveis com a Especificação Complementar OPC UA)
- Proteger por design
O que o Agente OPC UA faz
O Agente OPC UA executa várias funções essenciais para sua solução de borda e ativos industriais. As seções a seguir resumem o que o Agente OPC UA faz no próprio aplicativo e no Manipulador de Descoberta OPC UA.
O aplicativo
O Agente OPC UA implementa a lógica de repetição para estabelecer conexões com pontos de extremidade que não respondem após um número especificado de solicitações keep-alive. Por exemplo, seu ambiente pode experimentar um ponto de extremidade não responsivo quando um servidor OPC UA para de responder devido a uma interrupção de energia.
Para cada ativo, o Agente OPC UA cria uma sessão separada para o servidor OPC UA. Todos os pontos de dados do Ativo são configurados com o mesmo PublishingInterval. Para cada 1.000 pontos de dados, uma assinatura separada é criada na sessão. Para todos os eventos de um ativo, uma assinatura separada é criada.
O Manipulador de Descoberta OPC UA
O Manipulador de Descoberta OPC UA, que é enviado junto com o Agente OPC UA, usa a configuração Akri para se conectar a um servidor OPC UA. Depois que a conexão é feita, o manipulador de descoberta inspeciona o espaço de endereço OPC UA e tenta detectar ativos que estão em conformidade com a especificação complementar de Informações do Dispositivo OPC UA. Após a detecção, as CRs Asset e as CRs AssetEndpointProfile correspondentes são criadas no cluster.
Observação: a detecção de ativos por meio do Akri funciona apenas para servidores OPC UA, que não exigem autenticação de usuário nem de transporte.
Após a criação bem-sucedida da CR, o processo de publicação da telemetria é iniciado.
O Agente OPC UA permite os casos de uso a seguir, que são comuns em ambientes de borda industrial.
- Execute como um aplicativo baseado em contêiner. O Agente OPC UA é enviado como um componente das Operações do Azure IoT, que é executado como um aplicativo baseado em contêiner em um cluster do Kubernetes.
- Converter dados OPC UA em JSON. O Agente OPC UA usa a codificação de dados JSON compatível com OPC UA PubSub para maximizar a interoperabilidade. Usando um formato PubSub OPC UA para troca de dados, você pode reduzir o risco de problemas futuros de sustentabilidade que ocorrem quando você usa a codificação JSON personalizada.
- Simule fontes de dados OPC UA para teste. O Agente OPC UA acompanha um servidor de simulação OPC UA para acelerar o processo de aplicativos de desenvolvimento que exigem dados OPC UA.
Próxima etapa
Neste artigo, você aprendeu o que é Agente OPC UA de Operações do Azure IoT e como ele permite adicionar servidores e ativos OPC UA ao cluster do Kubernetes. Como próxima etapa, saiba como usar o portal das Operações do Azure IoT (versão prévia) com o Agente OPC UA para gerenciar configurações de ativo remotamente.