Wat is OPC UA FX?
OPC UA FX (Field eXchange) is de uitbreiding van OPC UA die leveranciersonafhankelijke, deterministische en beveiligde communicatie mogelijk maakt tussen controllers onderling en tussen controllers en veldapparaten, vastgelegd in de specificatiereeks OPC 10000-80 tot en met 10000-84. Waar OPC UA tot nu toe vooral de verbinding legde tussen de PLC en bovenliggende systemen zoals SCADA en MES, schuift OPC UA FX de standaard door naar de veldlaag. Het gebruikt daarvoor OPC UA PubSub over UDP en, waar harde timing nodig is, TSN. De specificaties worden ontwikkeld binnen het Field Level Communications-initiatief van de OPC Foundation.
🕰️ Hoe is OPC UA FX ontstaan?
De OPC Foundation lanceerde het Field Level Communications (FLC)-initiatief in november 2018 op de beurs SPS IPC Drives in Neurenberg. De stuurgroep bestond bij de start uit ruim twintig bedrijven, onder wie ABB, Beckhoff, Bosch Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Huawei, Kuka, Mitsubishi Electric, Omron, Phoenix Contact, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, Wago en Yokogawa. Het doel: één open, uniforme en beveiligde communicatieoplossing van sensor tot cloud.
| Jaar | Mijlpaal |
|---|---|
| 2018 | Start van het FLC-initiatief (november) |
| 2021 | Tweede release candidate (december): ruim 320 experts uit meer dan 65 bedrijven, demo met componenten van 20 fabrikanten |
| 2022 | Eerste UAFX-specificaties (november) voor controller-naar-controller (C2C) |
| 2024 | Certificeringsprogramma voor UAFX-controllers (november) |
| 2025 | Versie 1.00.03 van de specificatiereeks |
| 2026 | Release candidate 1.00.04 (maart), publicatie van Part 81 versie 1.00.04 (juli), geplande C2D-demo met meerdere leveranciers op SPS (november) |
De eerste release richtte zich bewust op controller-naar-controller. De uitbreiding naar controller-naar-apparaat (C2D) en apparaat-naar-apparaat (D2D), met profielen voor motion, I/O en procesinstrumenten, is begin oktober 2026 nog in de fase van release candidate en prototyping.
🧠 Uit welke delen bestaat de OPC UA FX-specificatie?
| Deel | Titel | Inhoud |
|---|---|---|
| OPC 10000-80 | Overview and Concepts | Begrippen, use cases en architectuur |
| OPC 10000-81 | Connecting Devices and Information Model | Informatiemodel, verbindingen en de ConnectionManager |
| OPC 10000-82 | Networking | Netwerkeisen, topologie-discovery en tijdsynchronisatie |
| OPC 10000-83 | OfflineEngineering | Descriptors voor het uitwisselen van engineeringdata |
| OPC 10000-84 | Profiles | Profielen en conformiteitseisen, zoals het UAFX Controller Profile |
Alles wat OPC UA PubSub en het basis-OPC UA al regelen (adresruimte, services, berichtcodering) wordt hergebruikt. UAFX voegt daar de modellen en afspraken aan toe die nodig zijn om apparaten van verschillende merken zonder maatwerk aan elkaar te koppelen.
🔧 Hoe werkt OPC UA FX?
De architectuur draait om een paar kernbegrippen:
- AutomationComponent — een eenheid die één of meer assets vertegenwoordigt en automatiseringsfuncties uitvoert, zoals een controller, aandrijving of I/O-station. Het component meldt ook zijn gezondheidsstatus.
- Asset — de fysieke of logische bouwstenen van een AutomationComponent, met identificatie- en diagnose-informatie.
- FunctionalEntity — de eigenlijke automatiseringsfunctie, met gestandaardiseerde InputData, OutputData en configuratiedata. Companion specifications en leveranciers leiden er eigen typen van af.
- Connection — een logische relatie tussen FunctionalEntities om data uit te wisselen, één- of tweerichtingsverkeer.
- ConnectionManager — de partij die verbindingen opzet en controleert. Die kan in een controller zitten of als centrale applicatie draaien.
Het datatransport loopt via PubSub met UADP-codering over UDP/IP. Dat kan over gewoon Ethernet, over TSN voor gegarandeerde latentie en ook over 5G, wat in de demo’s al is getoond. Voor veiligheidsfuncties hergebruikt UAFX OPC UA Safety (Part 15), zodat standaard- en veiligheidsdata over hetzelfde netwerk gaan, in lijn met functionele veiligheid.
Offline en online engineering
UAFX onderscheidt twee werkwijzen. Bij online engineering leest een tool de echte componenten uit en zet verbindingen op. Bij offline engineering ontwerpt u het systeem voordat de hardware er is, op basis van Descriptors: digitaal ondertekende AML-containers met AutomationML-modellen, handleidingen, certificaten en andere bestanden. Tijdens inbedrijfstelling worden die plannen naar de echte apparaten uitgerold.
🔄 Hoe verhoudt OPC UA FX zich tot TSN en Ethernet-APL?
OPC UA FX is protocol en informatiemodel; het fysieke netwerk komt uit andere standaarden:
- TSN — voor deterministisch gedrag in geconvergeerde netwerken volgt UAFX het profiel IEC/IEEE 60802 (TSN-profiel voor industriële automatisering). Na de IEC-stemming in mei 2025 en goedkeuring door IEEE in maart 2026 is het profiel eind juni 2026 gepubliceerd als IEC/IEEE 60802:2026.
- Ethernet-APL — voor de procesindustrie werkt de OPC Foundation sinds 2022 met de FieldComm Group aan een instrumentatieprofiel op basis van UAFX, dat ook over Ethernet-APL kan lopen. APL is zelf een variant van Single Pair Ethernet voor explosiegevaarlijke zones.
🏭 Hoe verschilt OPC UA FX van PROFINET, EtherNet/IP en EtherCAT?
| Kenmerk | OPC UA FX | PROFINET | IP | EtherCAT |
|---|---|---|---|---|
| Beheerder | OPC Foundation | PROFIBUS & PROFINET International | ODVA | EtherCAT Technology Group |
| Determinisme | Via TSN (IEC/IEEE 60802) | RT en IRT, TSN in ontwikkeling | CIP Sync/Motion, TSN in ontwikkeling | Zeer hoog, eigen frame-verwerking |
| Leveranciersneutraliteit | Hoog, gedragen door vrijwel alle grote merken | Sterk Siemens-ecosysteem | Sterk Rockwell-ecosysteem | Open, maar Beckhoff-oorsprong |
| Informatiemodel | Ingebouwd (OPC UA-semantiek) | Apparaatprofielen | CIP-objecten | Apparaatprofielen (CoE) |
| Beveiliging | Certificaten, ondertekening, versleuteling | Security classes in opkomst | CIP Security | Beperkt, vertrouwt op segmentatie |
| Volwassenheid | Jong; C2C gecertificeerd, C2D in ontwikkeling | Zeer volwassen, grote geïnstalleerde basis | Zeer volwassen | Zeer volwassen in motion |
OPC UA FX concurreert op termijn met deze veldbussen, maar in de praktijk is coëxistentie de norm. Veel leveranciers bieden de bestaande protocollen en UAFX naast elkaar aan, en TSN maakt het mogelijk om verschillende protocollen over hetzelfde netwerk te laten lopen.
🔐 Hoe veilig is OPC UA FX?
UAFX erft het beveiligingsmodel van OPC UA en vult het aan voor PubSub:
- Applicatiecertificaten — elke controller en elk apparaat heeft een X.509-certificaat. Een beveiligingsbeheerder rolt certificaten, rollen en gebruikers uit; zie certificaatbeheer.
- Security Key Service (SKS) — PubSub-berichten worden ondertekend en versleuteld met groepssleutels die een SKS verdeelt. Een controller volgens het UAFX Controller Profile moet het push-model van de SKS ondersteunen.
- Geauthenticeerde verbindingen — de ConnectionManager zet verbindingen op via beveiligde OPC UA-sessies.
- Ondertekende engineeringdata — Descriptors zijn digitaal ondertekend, zodat manipulatie van apparaatbeschrijvingen opvalt.
Beveiliging in het protocol vervangt geen netwerkmaatregelen. Netwerksegmentatie volgens IEC 62443 en een zone-indeling in het Purdue-model blijven nodig. Fabrikanten van UAFX-producten krijgen bovendien te maken met de Cyber Resilience Act.
🧭 Wat betekent OPC UA FX voor systeemintegratoren?
Een praktische aanpak voor een integrator of eindgebruiker:
- Bepaal de use case — C2C tussen PLC’s van verschillende merken is nu bruikbaar; voor C2D, motion en I/O zijn producten nog schaars.
- Controleer certificering — vraag naar OPC UA FX-certificering via de Compliance Test Tool (UACTT), die sinds november 2024 ruim 350 testscripts voor UAFX bevat.
- Ontwerp het netwerk — kies TSN-switches die IEC/IEEE 60802 ondersteunen als u deterministische verbindingen nodig hebt; anders volstaat gewoon Ethernet.
- Richt PKI en SKS in — leg vast wie certificaten uitgeeft, hoe ze worden vernieuwd en waar de SKS draait.
- Werk met Descriptors — vraag leveranciers om ondertekende Descriptors en neem die op in uw engineeringstandaard.
- Test met meerdere merken — bouw een proefopstelling met minimaal twee merken voordat u UAFX in een productielijn inzet.
Een voorbeeld van vroege adoptie is de ACOPOS M4-servoaandrijving van B&R (ABB), gepresenteerd op SPS 2025 als een van de eerste aandrijvingen die native op OPC UA FX zijn ontwikkeld. Voor motion control staat UAFX daarmee nog aan het begin van de praktijkinzet.
❓ Veelgestelde vragen
Is OPC UA FX een veldbus?
OPC UA FX vervult dezelfde rol als een industriële veldbus, maar is geen nieuw Ethernet-protocol op laag 2. OPC UA FX gebruikt standaard UDP/IP en TSN en voegt een gestandaardiseerd informatiemodel toe. Daardoor is het eerder een open laag boven Ethernet dan een gesloten veldbus.
Vervangt OPC UA FX PROFINET en EtherNet/IP?
Op korte termijn vervangt OPC UA FX PROFINET en EtherNet/IP niet; beide hebben een enorme geïnstalleerde basis. OPC UA FX biedt vooral een leveranciersneutraal alternatief voor communicatie tussen controllers van verschillende merken. Op TSN-netwerken kunnen de protocollen naast elkaar draaien.
Is OPC UA FX al beschikbaar in producten?
OPC UA FX is beschikbaar voor controller-naar-controllercommunicatie, en sinds november 2024 kunnen controllers worden gecertificeerd. Voor controller-naar-apparaat werkt de OPC Foundation in 2026 nog aan de specificatie en prototypes. Eerste aandrijvingen met native OPC UA FX, zoals de B&R ACOPOS M4, zijn aangekondigd.
Heeft OPC UA FX altijd TSN nodig?
OPC UA FX werkt ook over gewoon Ethernet en is zelfs over 5G gedemonstreerd. TSN is alleen nodig als u gegarandeerde latentie wilt in een netwerk waar ook ander verkeer loopt. UAFX volgt daarvoor het TSN-profiel IEC/IEEE 60802.
Hoe wordt OPC UA FX beveiligd?
OPC UA FX gebruikt X.509-applicatiecertificaten, beveiligde sessies voor het opzetten van verbindingen en ondertekende en versleutelde PubSub-berichten. De sleutels voor PubSub verdeelt een Security Key Service. Netwerksegmentatie volgens IEC 62443 blijft daarnaast nodig.
Wat is het verschil tussen OPC UA PubSub en OPC UA FX?
OPC UA PubSub (Part 14) beschrijft hoe berichten worden gepubliceerd en ontvangen. OPC UA FX bouwt daarop voort met een informatiemodel, een ConnectionManager, offline engineering en profielen, zodat apparaten van verschillende leveranciers echt interoperabel zijn. PubSub is het transport, UAFX de afspraak over wat er wordt uitgewisseld.
📌 Samengevat
OPC UA FX brengt OPC UA naar de veldlaag met leveranciersneutrale, beveiligde en via TSN deterministische communicatie tussen controllers en apparaten. Controller-naar-controller is gespecificeerd en certificeerbaar; controller-naar-apparaat volgt. Voor integratoren is nu het moment om met PKI, TSN en Descriptors te experimenteren, terwijl PROFINET, EtherNet/IP en EtherCAT voorlopig de praktijk blijven.