自动化设备的互操作性长期以来一直是每个行业的最终用户所追求的圣杯。多年来，技术供应商已经交付了各种级别的互操作性，但没有一个以完全满足终端用户期望的方式交付。
但现在，随着行业的数字化转型要求高水平的互操作性，终端用户和供应商双方都燃起了解决这一问题的火焰。正在进行的工作可以从开放过程自动化论坛,开放工业4.0联盟,OPC UA下到现场级别的时间敏感网络(TSN)倡议。
此外，工业物联网(IIoT)应用的DDS连接软件供应商Real-Time Innovations (RTI)和基于OPC UA的工业物联网培训和平台供应商Beeond也呼吁将DDS、OPC UA和TSN的最佳方面结合起来，“连接工厂车间到顶层，传感器到云，实时设备到工作单元”。
在一篇名为工业自动化标准的融合方法，作者指出:“油气行业需要一个清晰的、技术上最优的、经过验证的标准方法。本文提出了一种新的技术架构来构建这个未来。该设计结合了OPC UA, DDS和TSN标准的最佳…定义和标准化架构，以统一行业。”
作为一些背景知识，白皮书提醒读者，OPC基金会的OPC UA是将数据和信息从现场设备移动到云端的最流行的技术，它以其应用程序与复杂系统交互的客户机-服务器模型而闻名。DDS是一个连接框架标准，由对象管理集团开发，为软件应用程序提供集成框架。使用发布/订阅数据库的DDS既充当控制总线，又充当边缘到云的连接框架。
您可能已经听说过——从OPC UA到领域级计划的宣布——OPC UA也在DDS和工业通信方法的核心中采用了发布/订阅方法，例如MQTT．虽然这似乎解决了围绕OPC UA和DDS的集成标准的很多问题，但白皮书的作者指出:“目前的OPC UA发布/订阅扩展方法，通过一些‘栓在’发布/订阅概念来扩展OPC UA面向对象的客户端/服务器，无法交付复杂环境所需的性能或伸缩性。”缺乏以数据为中心的数据库将导致有限的设施无法扩展。”
这种技术组合也突出了DDS的一些缺点。作者指出，简单地扩展DDS数据库“解耦”的发布/订阅主题和服务的数据中心模型，以“栓”在一个更紧密耦合的面向对象概念上，并不能提供目前在OPC UA中可用的丰富特性集。
白皮书指出，OPC UA的面向对象的客户/服务器和DDS的以数据为中心的发布/订阅方法都有各自的优点:“面向对象的模型很适合设备配置，因为每个供应商都可以定义和公开自己的信息模型。面向对象的模型还可以作为一种向更复杂的子系统(例如，外部机器或工厂接口)提供统一接口的方法。”
这个模型适合在操作期间保持相当静态的拓扑结构的系统。同时，以数据为中心的模型非常适合需要更自主地操作的松散耦合系统。它可以在不影响正在运行的应用程序的情况下处理拓扑变化和系统重新配置。通过对关键数据流的直接(无服务器)通信，它是发布/订阅和实时控制的最佳选择。
RTI工业物联网市场开发高级总监Brett Murphy明确表示，RTI和Beeond不主张在任何地方取代OPC UA发布/订阅)。“然而，OPC UA发布/订阅标准主要用于连接本地网络上的工作单元设备。它不是为支持广泛的软件开发而设计的。”“随着系统变得越来越智能，软件在最终的集成中将变得越来越重要。DDS就是为这种用例而设计的。提出的设计结合了熟悉的OPC UA客户端服务器能力、OPC UA信息模型、经过验证的DDS数据库和TSN的实时网络。
那么RTI和beyond提倡的标准是什么呢?
因为OPC UA和DDS已经共存并互操作了OMG的OPC UA/DDS网关规范- RTI和beyond的意图是通过一个更全面的集成提案来扩展这个网关规范。
他们的白皮书提出在DDS中实现OPC UA信息模型。本文认为，这为现有的OPC UA发布/订阅功能提供了一种替代方案，用基于dds的发布/订阅设计代替。其结果将带来成熟的软件和控制集成与工业自动化专业知识。它将支持多种物理网络类型，允许系统透明地使用以太网、TSN或其他传输技术。
本文提供了如何通过软件开发工具包在自动化系统中实现这一点的更详细的细节。
到目前为止，白皮书中描述的标准概念正在被提出，作为一种“邀请其他人加入我们，充实下一层次的细节，以解决特定的用例”，Beeond的首席技术官兼创始人Costantino Pipero说。
当被问及作者认为什么类型的工业应用是这个标准的理想选择时，他给出了三个例子:
- 包装/序列化:包装生产线需要能够检测到包裹的存在，并通过摄像头或RFID接收器扫描标识符。一个可编程逻辑控制器(PLC)通常会在一个紧密的控制回路中实现排序逻辑，在所有参与者之间进行非常高速、低延迟的信息交换(每秒20包的情况并不少见)。因此，需要进行时间同步来协调各个控制器。
- 机械工具的变化:为了协调机器人和工具之间的动作，需要低延迟和时间同步。对于控制回路，典型的1-5 mS周期时间要求下，工具配置通常在不到一秒的时间内完成。
- 自主物料移动设备:协调载体和工具之间的过程，以控制材料、产品和包装的流动(需要识别、跟踪和定位)。多载波系统增加了对时间同步的需求。
Pipero设想，今天使用OPC UA或DDS的系统开发人员和设备供应商将成为他们所提议的组合解决方案的用户。
他补充说:“对于更大规模的软件密集型工业系统，现在和未来，系统集成商将在开发和集成软件和系统方面发挥更大的作用。”
