OPC UA规范家族中最年轻的成员 – OPC UA Safety – 能够实现OPC UA网络中的安全通信。我们与贝加莱的安全专家Franz Kaufleitner进行了座谈，了解了新标准的内容及其对贝加莱的openSAFETY技术的影响。
通过openSAFETY，贝加莱提供了一种开放式、跨总线的安全标准。那么OPC UA Safety又有什么不同呢？
Kaufleitner：这两种安全通信标准都是基于黑色通道原理。不同之处在于，OPC UA Safety已由OPC基金会指定，该组织代表了所有主流的自动化供应商。他们都接受跨厂商的OPC UA通信标准以及未来的OPC UA Safety。
OPC基金会规范有哪些特定优势？
Kaufleitner：经过多年的期待，对国际认可的安全协议的呼吁终于得到了回应。OPC基金会汇聚了各种不同的制造商，以实现共同的目标。新标准涵盖了离散制造和过程制造的需求，包括石油天然气和海事等专业领域。在确保技术的全球接受度方面，这一点非常重要。
如果贝加莱现在朝着OPC UA Safety的方向发展，那么openSAFETY的未来会是什么样子呢？
Kaufleitner：贝加莱将继续开发并提供openSAFETY技术。它将与OPC UA Safety共存，而且两者将相得益彰。例如，贝加莱客户可以在其现有的机器中继续使用openSAFETY，与此同时，他们还可以使用OPC UA Safety进行产线级的安全通信。某种程度上可以说，OPC UA是对他们成熟的openSAFETY应用程序的升级。
这两种技术在实践中共存是什么样子呢？
Kaufleitner：这两种技术都是基于黑色通道原理。因此，在贝加莱系统中，openSAFETY和OPC UA Safety都使用相同的、经过验证的POWERLINK和OPC UA over TSN网络资源。关键是所有应用程序全都运行在贝加莱的SafeLOGIC控制器上。由于这两种安全协议都在我们的安全控制器上实施，因此，通过openSAFETY或OPC UA Safety都可以轻松地进行通信 – 可在同一设备上同时进行。当涉及到机器或工厂操作时，使用哪种安全协议没有任何区别。这同样适用于软件开发。
当您说openSAFETY和OPC UA Safety都是基于黑色通道原理时，这究竟意味着什么呢？
Kaufleitner：安全通信始终是在两个安全节点之间进行。无论是OPC UA Safety还是openSAFETY，安全协议都可以实现节点之间的数据交换。这些安全协议的特别之处在于，它们会检测数据传输过程中可能发生的任何错误。例如，识别数据丢失的一种方法是通过时间监控。如果发生错误，接收节点通常将数据设置为0，同时将应用程序发送到安全状态。未检测到错误的概率远远低于适用的IEC 61784-3标准要求的阈值。这就是为什么在安全评估过程中，既不用考虑诸如POWERLINK或OPC UA over TSN之类的传输层，也不用考虑像路由器和交换机之类的网络基础架构的原因。这些组件不会使机器进入危险状态，因为安全协议会检测到任何可能的错误。因此，这些传输层被称为黑色通道层。
创建OPC UA Safety的目的是为了使不同制造商的机器彼此之间进行安全通信。那么，最具挑战性的部分是什么呢？
Kaufleitner：针对机器对机器的安全通信，需要考虑三个主要方面。首先需要解决的问题是地址冲突。你可以想象一下，一条生产线上有二十个相同的机器人，每个机器人都具有急停功能。在机器人中，急停功能由地址标识 – 假设为#01。由于所有机器人的构造均相同，而且理想情况下，不应在调试期间修改应用程序，因此我们的生产线最终会获得100个地址为#01的实例。不要混淆这些地址，这一点非常重要。OPC UA Safety使用了为每个机器人生成的全局唯一的SafetyBaseID标识符来做到这一点。
您说需要考虑三个主要方面。那么还需要考虑什么其它问题呢？
Kaufleitner：第二个挑战是建立无缝的网络安全。OPC UA Safety使用OPC UA安全机制，从而使其成为第一个（也是目前唯一）提供从云端到传感器的集成安全的标准。
最后，运行不同控制系统的机器必须能够相互通信。由于OPC UA Safety得到了全球各大主流制造商的支持，因此可以在他们的所有自动化设备之间安全地交换数据。
在不同制造商的控制器之间进行交互的次数越多，安全功能就越复杂。因此，检测错误正在变得越来越困难。OPC UA Safety如何应对呢？
Kaufleitner：关键是要检测错误，并迅速找到其根源。OPC UA Safety定义了每种错误应该显示哪种诊断数据，例如超时。无论使用哪种控制系统，某种错误类型输出的错误代码始终相同。使用控制系统制造商提供的现有机制或通过OPC UA就可以进行诊断，这显著加快了识别错误源的过程。
通过使用OPC UA Safety，机器制造商可以期待哪些独特优势？
Kaufleitner：无论是制造商还是他们的自动化供应商都在应对消费者行为的急剧变化。除了网购更多了之外，他们还必须应对越来越多的产品种类，以及难以预料的需求波动。因此，他们需要极具柔性的自适应机器。通过使用OPC UA Safety，他们就拥有了与这些机器相匹配的、完备的安全通信系统。现在，具有不同制造商组件的机器已经考虑到安全技术要求。这使高效、安全地生产小批次、频繁换型的产品成为可能。
作者：Carola Schwankner，企业传播编辑，贝加莱