Corso di plc: introduzione a OPC UA

Data aggiornamento: ottobre 2025.

Benvenuto a questo corso di plc online. Ci troviamo nella sezione relativa alle lezioni gratuite, e oggi parliamo di comunicazione, in particolare del protocollo OPC UA, derivato direttamente dal Open Protocol Communication (OPC).

Con l’avvento dell’industria 4.0, anche i costruttori di PLC e i fornitori di software di comunicazione si sono adattati, abbracciando questo modo di mettere a disposizione i dati di processo.

Questi dati vengono letti e scritti anche dai clients che sfruttano lo stesso protocollo, e che si possono trovare in diverse aree della fabbrica: da quella strettamente collegata al campo (e agli impianti), a quella più in alto dove si trovano i sistemi gestionali.

Senza la comunicazione tra le apparecchiature l’automazione industriale non esisterebbe, e oggi oltre ad avere a disposizione una moltitudine di bus di comunicazione diversi come le reti Profinet, Ethernet/IP, Profibus, Modbus e così via, abbiamo anche a disposizione numerosi protocolli di comunicazione, che servono a regolare lo scambio di dati su queste reti.

Il protocollo OPC UA, deriva direttamente dal protocollo OPC (Open Platform Communication), e il nome significa a OPC la sigla UA che sta per “Architettura unificata”.

Come dice la frase stessa, quando parliamo di questo protocollo parliamo di un qualcosa che serve a unificare il modo di comunicare, come vedremo a breve, attraverso quella che si chiama “interfaccia”.

Il protocollo OPC è nato con lo scopo di ridurre la configurazione necessaria per mettere in piedi una comunicazione tra apparecchiature diverse, esso si appoggia all’architettura di comunicazione distribuita Microsoft chiamata DCOM, ed è stato rilasciato per la prima volta nel 1996.

OPC UA invece è stato rilasciato dieci anni dopo (nel 2006), e permette la comunicazione tra PLC e sistemi client come gli HMI attraverso un’architettura più robusta e più sicura.

I clients possono scambiare dati con i server, e questi dati possono rappresentare stati, allarmi, variabili di processo e dati storici.

Mentre OPC è basato su DCOM, OPC UA è basato sul protocollo TCP/IP, così da poter sfruttare l’infrastruttura Ethernet.

Con OPC i dati erano gestiti a singoli TAGS (variabili), con OPC UA questi possono essere pacchettizzati e trasmessi sulla rete in maniera più efficiente.

Il modello “subscription” del protocollo OPC / UA.

Il modello di configurazione e accesso ai dati con il protocollo OPC UA somiglia in qualche modo a quello conosciuto nel mondo MQTT, dove un client si “iscrive” o “sottoscrive” ai dati messi a disposizione del server, il quale li espone attraverso quella che viene definita “interfaccia”.

Con i PLC Siemens per esempio, possiamo definire un’interfaccia OPC UA, nella quale inseriamo le variabili di processo che vogliamo rendere visibili ai clients; questi dati possono essere di qualsiasi tipo, dalla singola variabile a interi blocchi DB.

Nell’immagine che segue vediamo che anche software come Excel possono avere la funzione di OPC UA client e accedere ai dati, in questo caso proprio comunicando con il PLC sul quale viene abilitato il Server.

Quando il client OPC esegue il browsing (o scansione) del server, ottiene l’elenco dei tag disponibili attraverso l’interfaccia, successivamente potrà leggerli e scriverli.

Tra i dati gestiti da OPC UA per ogni variabile abbiamo il nome, il valore (che può essere discreto, numerico, stringa e così via), la qualità (o stato) del tag, un Timestamp che indica il momento esatto di valorizzazione del dato, e l’ID di sottoscrizione.

Ecco nella prossima figura un client OPC UA, possiamo notare che il nodo server OPC ha un indirizzo http, e che al suo interno troviamo un elenco di tags esposti sull’interfaccia.

I client OPC UA possono diventare a loro volta server, e permettere l’accesso ai dati per esempio ai sistemi di monitoraggio SCADA, oppure ai data logger.

Il protocollo OPC UA offre connessioni sicure sia sulle reti interne alle aziende che a quelle esterne e al cloud.

INTRODUZIONE A OPC UA