Wat is Open Process Automation?
Open Process Automation (OPA) is een leveranciersonafhankelijke architectuur voor procesbesturing, vastgelegd in de O-PAS-standaard van The Open Group, waarmee een besturingssysteem wordt opgebouwd uit uitwisselbare hard- en softwarecomponenten van verschillende leveranciers die via open standaarden samenwerken. Waar een klassiek DCS één gesloten geheel van één leverancier is, definieert O-PAS de interfaces tussen controllers, I/O, applicaties en beheer. Daardoor kan een fabriek onderdelen afzonderlijk vervangen of uitbreiden zonder het hele systeem te migreren.
🎯 Waarom is Open Process Automation ontstaan?
Raffinaderijen en chemische fabrieken draaien vaak 20 tot 40 jaar op hetzelfde DCS. Vervangen kost miljoenen en betekent bijna altijd een volledige rip-and-replace: hardware, software, configuratie en operatorschermen gaan in één keer om, omdat ze alleen met elkaar samenwerken. Die afhankelijkheid van één leverancier, de vendor lock-in, maakt het ook lastig om nieuwe technologie zoals edge computing, analytics of virtualisatie toe te voegen.
ExxonMobil zocht daarom naar een open alternatief en werkte met Lockheed Martin aan een eerste proof-of-concept. In 2016 nam ExxonMobil het initiatief tot het Open Process Automation Forum (OPAF) binnen The Open Group, het consortium dat ook TOGAF en de UNIX-specificatie beheert. Eindgebruikers, leveranciers, systeemintegratoren en kennisinstellingen werken daar samen aan één standaard; in 2021 telde het forum ruim 105 leden.
🕰️ Welke versies van de O-PAS-standaard zijn er?
| Versie | Datum | Belangrijkste inhoud |
|---|---|---|
| Technical Reference Model | juni 2018 | Snapshot met de architectuurrichting |
| O-PAS 1.0 (voorlopig) | januari 2019 | Interoperabiliteit van componenten |
| O-PAS 1.0 (standaard) | december 2019 | Definitieve versie 1.0 |
| O-PAS 2.0 (voorlopig) | februari 2020 | Configuratieportabiliteit, informatiemodel |
| O-PAS 2.1 (voorlopig) | mei/juni 2021 | Uitgebreid informatiemodel, basisconfiguratie |
| O-PAS 2.1 (standaard) | februari 2023 | Definitieve versie, basis voor productcertificering |
| O-PAS 3.0 | in ontwikkeling | Fysiek platform, applicatieportabiliteit, orkestratie |
O-PAS heet een standard of standards: het verzint weinig zelf, maar kiest bestaande normen en legt vast hoe die samen moeten werken.
🔧 Hoe is de O-PAS-architectuur opgebouwd?
Het hart van O-PAS is de Distributed Control Node (DCN): een beveiligd, beheerd apparaat dat procesdata uitwisselt via het netwerk en regelfuncties uitvoert of veld-I/O aansluit. Een DCN bestaat uit twee lagen, aangevuld met twee andere bouwstenen:
- Distributed Control Platform (DCP) — de hardware met systeemsoftware, bijvoorbeeld een kleine industriële controller of een I/O-module
- Distributed Control Framework (DCF) — de softwareomgeving bovenop het DCP waarin regelapplicaties draaien, met op elke DCN dezelfde interfaces
- Advanced Computing Platform (ACP) — een zwaardere server met schaalbare rekenkracht voor taken die niet op een kleine DCN passen, zoals optimalisatie of historie
- O-PAS Connectivity Framework (OCF) — de gemeenschappelijke communicatielaag tussen alle componenten, gebaseerd op OPC UA
De standaard zelf is opgedeeld in delen:
| Deel | Onderwerp | Onderliggende norm |
|---|---|---|
| Part 1 | Technische architectuur (informatief) | — |
| Part 2 | Security | IEC 62443 |
| Part 3 | Profielen, basis voor certificering | — |
| Part 4 | Connectivity Framework (OCF) | IEC 62541 (OPC UA) |
| Part 5 | Systeembeheer | DMTF Redfish |
| Part 6 | Informatie- en uitwisselingsmodellen | OPC UA, ISA-18.2/IEC 62682 (alarmen), IEC 61131-3, IEC 61499 |
Voor de portabiliteit van regelapplicaties verwijst O-PAS naar IEC 61131-3 en IEC 61499. Vooral IEC 61499 is interessant: het beschrijft gebeurtenisgestuurde functieblokken die over meerdere DCN’s verdeeld kunnen worden, zodat dezelfde regellogica op hardware van een andere leverancier kan draaien.
🔄 Wat is het verschil tussen O-PAS en een traditioneel DCS?
| Kenmerk | Traditioneel DCS | Open Process Automation |
|---|---|---|
| Leveranciers | Eén leverancier voor het hele systeem | Componenten van meerdere leveranciers |
| Communicatie | Eigen, gesloten protocollen | OPC UA via het OCF |
| Vervanging | Volledige migratie na 20–40 jaar | Component voor component |
| Applicaties | Gebonden aan één engineeringtool | Portabel via IEC 61131-3 / IEC 61499 |
| Security | Per leverancier verschillend | IEC 62443-4-2 als verplichte basis |
| Integratie | Systeemleverancier | Eindgebruiker of onafhankelijke integrator |
Het nadeel is ook duidelijk: wie componenten van verschillende leveranciers combineert, moet de integratie en het levenscyclusbeheer zelf regelen of aan een systeemintegrator uitbesteden. Bij een klassiek DCS draagt één partij die verantwoordelijkheid.
🔐 Hoe is security in O-PAS ingebouwd?
O-PAS volgt het principe security by design: security is geen optie maar een conformiteitseis. Part 2 bouwt op IEC 62443, en leveranciers van O-PAS-producten moeten de componenteisen uit IEC 62443-4-2 op security level 2 (SL2) invullen. Dat niveau beschermt tegen bewuste aanvallen met eenvoudige middelen en past bij de beveiligingsfuncties die OPC UA biedt, zoals certificaten, versleuteling en rolgebaseerde toegang.
In augustus 2024 koos OPAF ISASecure als exclusieve partij om de cybersecurity-eisen van O-PAS te verifiëren. Op systeemniveau blijven het zones-en-conduits-model en netwerksegmentatie nodig, want een open architectuur met veel componenten vergroot het aantal mogelijke aanvalspunten.
🏭 Waar wordt Open Process Automation al toegepast?
In 2020 bestuurde een prototype in het onderzoekscentrum van ExxonMobil in Clinton (New Jersey) als eerste OPA-systeem een koolwaterstofproces onder hoge druk en temperatuur; in dezelfde periode werkten ExxonMobil en Yokogawa samen aan een testopstelling. In januari 2022 koos ExxonMobil Yokogawa als systeemintegrator voor de eerste veldproef met een O-PAS-systeem dat een complete productie-installatie bestuurt: ruim 2.000 I/O in de Resin Finishing Plant in Baton Rouge (Louisiana), die kleefharsen voor onder meer tapes en kitten maakt. Het systeem verving het bestaande DCS én de PLC’s door één geïntegreerd O-PAS 2.1-systeem. Na de fabrieksacceptatietest in mei 2024 is het eind 2024 in bedrijf genomen.
Daarnaast hebben onder meer BASF, Cargill, Dow, Equinor, Petronas, Saudi Aramco en Shell testopstellingen gebouwd. Sinds oktober 2024 bestaat het O-PAS Certification Program; de eerste certificeerbare profielen zijn het Connectivity Framework en de Global Discovery Server.
🧭 Hoe verhoudt O-PAS zich tot NOA en MTP?
O-PAS staat niet alleen. NAMUR en The Open Group tekenden in augustus 2018 een samenwerkingsovereenkomst om drie initiatieven op elkaar af te stemmen:
- NAMUR Open Architecture (NOA) — opent een tweede kanaal naast het DCS om veldapparaatdata veilig naar monitoring en optimalisatie te sturen, zonder in de regeling in te grijpen
- Module Type Package (MTP) — beschrijft modulaire procesunits zodat een orkestratielaag ze als diensten kan aansturen
- O-PAS — maakt de besturing zelf open en uitwisselbaar
Op de NAMUR-jaarvergadering van november 2023 is de eerste geïntegreerde MTP-O-PAS-toepassing getoond. In de praktijk vullen de drie elkaar aan: MTP voor modulaire installaties, NOA voor monitoring en O-PAS voor de kernbesturing. Op veldniveau past Ethernet-APL in hetzelfde beeld van open, Ethernet-gebaseerde communicatie tot aan de sensor.
Wilt u O-PAS verkennen? Begin dan met een testopstelling naast de bestaande installatie, kies een afgebakende procesunit voor een pilot, vraag leveranciers naar gecertificeerde O-PAS-profielen en leg vooraf vast wie de integratie en het onderhoud draagt.
❓ Veelgestelde vragen
Wat betekent O-PAS?
O-PAS staat voor Open Process Automation Standard. Het is de standaard van het Open Process Automation Forum van The Open Group die vastlegt hoe componenten van verschillende leveranciers samen een procesbesturing vormen. De definitieve versie 2.1 verscheen in februari 2023.
Vervangt Open Process Automation het DCS?
Open Process Automation vervangt het concept van één gesloten DCS van één leverancier, maar niet de functie van procesbesturing. Een O-PAS-systeem doet hetzelfde als een DCS, alleen met uitwisselbare componenten. Bij ExxonMobil in Baton Rouge verving zo’n systeem eind 2024 het bestaande DCS en de PLC’s.
Welke rol speelt OPC UA in O-PAS?
OPC UA vormt de basis van het O-PAS Connectivity Framework (OCF), de communicatielaag tussen alle componenten. Daarnaast gebruikt O-PAS OPC UA-informatiemodellen voor configuratie en alarmen. Daardoor kunnen controllers, I/O en applicaties van verschillende leveranciers dezelfde data begrijpen.
Is O-PAS veilig genoeg voor kritieke procesinstallaties?
O-PAS eist dat componenten voldoen aan IEC 62443-4-2 op security level 2, geverifieerd via ISASecure. Security is daarmee een verplicht onderdeel van O-PAS-conformiteit in plaats van een optie. Op systeemniveau blijft de eindgebruiker verantwoordelijk voor segmentatie, toegangsbeheer en monitoring.
Wat is een Distributed Control Node?
Een Distributed Control Node (DCN) is de basiseenheid van een O-PAS-systeem: een beveiligd en beheerd apparaat dat regelfuncties uitvoert of veld-I/O aansluit. Een DCN bestaat uit een hardwareplatform (DCP) met daarop een softwareomgeving (DCF) voor applicaties. Omdat elke DCN dezelfde interfaces heeft, zijn DCN’s van verschillende leveranciers uitwisselbaar.
Is Open Process Automation al volwassen?
Open Process Automation is sinds eind 2024 in productie bij ExxonMobil en wordt door een reeks grote eindgebruikers in testopstellingen beproefd. Certificering van producten startte in oktober 2024 en versie 3.0 van de standaard is nog in ontwikkeling. Voor nieuwe projecten is O-PAS dus een reële optie, maar de keuze aan gecertificeerde producten groeit nog.
📌 Samengevat
Open Process Automation maakt procesbesturing leveranciersonafhankelijk: O-PAS legt via OPC UA, IEC 62443 en IEC 61499 vast hoe componenten van verschillende leveranciers samen één besturingssysteem vormen. Daarmee kunnen fabrieken hun besturing stap voor stap vernieuwen in plaats van om de 20 à 40 jaar een volledige DCS-migratie uit te voeren.