OPC协议解析-OPC UA OPC统一架构

1    什么是OPC UA

为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好的推广OPC，OPC基金会近些年在以前OPC成功应用的基础上推出了一个新的OPC标准-OPC UA。OPC UA接口协议包含了以前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA，只使用一个地址空间就能访问以前全部的对象，并且不受WINDOWS平台限制，由于它是从传输层Scoket以上来定义的，这点后面会提到，致使了灵活性和安全性比以前的OPC都提高了。

2    OPC UA的优点

1）一个通用接口集成了以前全部OPC的特性和信息，A&E, DA,OPC XML DA or HDA

2）更加开放，平台无关性，WINDOWS,Linux都能兼容

3）扩展了对象类型，支持更复杂的数据类型好比变量，方法和事件

4）在协议和应用层集成了安全功能，更加安全

5）易于配置和使用

核心的区别是由于OPC和OPC UA协议使用的TCP层不同，以下：

OPC是基于DOM/COM上，应用层最顶层；OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层.

 　　

其余一些区别：

OPC虽然经过配置COM/DOM来提供数据加密和签名功能，配置防火墙，用户权限来让数据访问变得更加安全，可是会增长额外的工做量，尤为是对非IT的工程师来讲；对于OPC UA，数据加密和签名，防火墙等都是默认的功能。好比基于DOM的OPC使用的动态端口分配，端口不固定，让防火墙难以肯定，而OPC UA的端口都是惟一的，好比SINUMERIK 840D是PORT 4840，SIMATIC S7是PORT 4845。DOM/COM也能够生成不一样级别的事件日志，但日志内容不够详细，只会提供“谁链接上服务器”这种，而对于OPC UA来讲都是默认的功能，生成的日志内容更全面。

3    OPC UA

OPC统一架构（OPC Unified Architecture）是OPC基金会（OPC Foundation）建立的新技术，更加安全、可靠、中性（与供应商无关），为制造现场到生产计划或企业资源计划（ERP）系统传输原始数据和预处理信息。使用OPC UA技术，全部须要的信息可随时随地到达每一个受权应用和每一个受权人员。

 

OPC UA 独立于制造商，应用能够用他通讯，开发者能够用不一样编程语言对他开发，不一样的操做系统上能够对他支持。OPC UA 弥补了已有 OPC 的不足，增长了诸如平台独立、可伸缩性、高可用性和因特网服务等重要特性。

OPC UA 再也不基于分布式组件对象模型（DCOM），而是以面向服务的架构（SOA）为基础。OPC UA 所以能够链接更多的设备。

今天，OPC UA 已经成为链接企业级计算机与嵌入式自动化组件的桥梁 - 独立于微软、 UNIX 或其余操做系统。

4     OPC 统一架构 - 标准化通讯

经过因特网和经过防火墙的标准化通讯 - OPC UA 使用一种优化的基于TCP的二进制协议完成数据交换；另外支持Web服务和HTTP。如今容许在防火墙中打开一个端口，集成的安保机制确保了经过因特网也能安全通讯。

防止非受权的数据访问 - OPC UA 技术使用一种成熟安保理念，防止非受权访问和过程数据损坏，以及因为不当心地操做带来的错误。OPC UA安保理念基于World Wide Web 标准，经过用户鉴权、签名和加密传输等项目来实现。

数据安全性和可靠性 - OPC UA使用可靠的通讯机制、可配置的超时、自动错误检查和自动恢复等机制，定义一种可靠坚固的架构。对OPC UA客户机与服务器之间的物理链接能够进行监视，随时发现通讯中的问题。OPC UA具备冗余特性，能够在服务器和客户机应用中实施，防止数据的丢失，实现高可用性系统。

在简化接口方面进行了不少改进 -新 OPC UA 在全部平台上的通讯更快速、更安全和更灵活。

平台独立和可伸缩性 -  因为使用了基于面向服务的技术，OPC UA 具备平台独立的属性，能够实施全新的、节省成本的自动化理念。嵌入式现场设备、过程控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、网关或者操做员面板（HMI）能够依靠OPC UA服务器，直接连到操做系统，诸如嵌入的Windows、Linux、VxWorks、QNX、RTOS 或者其余系统。使用一台独立的Windows PC 用作 OPC 服务器，提供对非Windows设备数据访问的模式今天已经淘汰。固然，OPC UA 组件也能够在Unix操做系统的信息技术（IT）系统中使用，诸如：Solaris、HPUX、AIX、Linux等，能够是企业资源计划（ERP）系统，能够是生产计划（MES）和监控软件（SCADA），还能够是电子商务应用。OPC UA 的组件功能是能够是伸缩的：小到一个嵌入式设备的瘦应用，大到公司级别大型计算机的数据管理系统。

简单一致 - OPC UA 定义了一种集成的地址空间和信息模型，能够显示过程数据、报警、历史数据以及完成程序调用。信息项被定义成不一样类型的对象，彼此之间能够创建关系。 在此基础上，OPC UA 支持使用复杂数据结构。这使 OPC UA能够完整地描述复杂过程和系统。

对传统的三种不一样类型OPC服务器的访问 - 数据访问（DA）、报警和事件（AE）、历史数据访问（HDA） -好比，要得到一个温度传感器的当前值、一个高温度事件和温度的历史平均值，要依次使用不一样的命令执行。而使用OPC UA，仅用一个组件就很是容易地完成了。配置和工程的时间也所以能够大大缩短。

性能强劲 - 经过自身的不断发展，依靠基于TCP UA 二进制协议，使用高效的数据编码，OPC UA 提供了很是高效的数据传输，知足了更高性能的要求。

更多的应用选项 - OPC UA 技术的普遍适用性使全新的垂直集成理念可以彻底实施。对OPC UA 组件进行串级，从车间现场设备到制造执行系统（MES）或企业资源计划（ERP）系统，信息可以安全和可靠地传输。在现场设备级的嵌入式UA 服务器，在自动化级的UA 组件，在企业级ERP系统中集成的UA 客户机，能够进行串级链接。各自的UA 组件能够在地理上是分布的，并且容易使用防火墙让彼此分开。

 

为把这种信息模型做为一种推广的技术，OPC UA 与其余标准化组织合做，但愿把UA 服务提供给各行各业使用。今天，OPC 基金会已经与不一样的标准化组织进行了合做，诸如：PLC开放组织（PLCopen）、国际自动化协会（ISA）和电子设备描述语言（EDDL）合做团队（ECT）创建合做标准。

5 　OPC UA - 平台独立，结构伸缩，保护投资

OPC UA 将在一个比较长的时期里替换传统的OPC。在这个过渡期中，基于DCOM的OPC产品会与UA 产品共存。OPC基金会的迁移战略可让传统的OPC 和OPC UA产品很好结合。用这种方式，已经安装使用的几百万套、上千种传统的OPC产品能够与新的OPC UA产品共同使用。这为用户提供了优点，由于他们可以从不一样的制造商-传统的OPC 和 OPC UA 厂家，选用任何须要的产品。

 

　开放

　　- 超过 450 个成员；

　　- 平台中性；

　　- 应用广泛；

　　- 全部链接。

　特点

　　- 工业标准；

　　- 独立于制造商；

　　- 互操做能力；

　　- 可靠性。

　协同

　　- 设备集成；

　　- IEC 61131-3 / PLCopen；

　　- 分析设备集成；

　　- 企业 - 控制系统集成（ISA-95），批处理（ISA-88）；

　　- 智能电网；

　　- 现场设备集成；

　　- EDDL 与现场设备技术（FDT）。

　安全

　　- X509 认证

　　- OpenSSL 加密

　　- 用户名 / 密码

　　- 每种属性的访问权限

　合做伙伴

　　- PLCopen

　　- ISA

　　- MIMOSA

　　- FDT

　　- ECT