1 OPC
OPC（OLE for Process Control）用于過程控制的OLE，是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)峭咒，基于微軟的OLE(現(xiàn)在的Active X)纪岁、COM和DCOM技術(shù)。
OLE（Object Linking and Embedding）對象連接與嵌入漩氨。是一種面向?qū)ο蟮募夹g(shù)遗增，在客戶應(yīng)用程序間傳輸和共享信息的一組綜合標(biāo)準(zhǔn)。
COM（Component Object Model）組件對象模型霍狰。是一種為了實(shí)現(xiàn)與編程語言無關(guān)的對象而制定的標(biāo)準(zhǔn)饰及。
DCOM（Distributed COM）分布式組件對象模型。
OPC包括一整套接口燎含、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集宾濒，用于過程控制和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。早期鼎兽，不同廠商的產(chǎn)品，其監(jiān)控系統(tǒng)通常使用各自專用的通訊協(xié)議鹦付，互相不兼容择卦。OPC協(xié)議的目的是在不同的工控系統(tǒng)、遙測秉继、監(jiān)控系統(tǒng)之間建立起統(tǒng)一兼容的接口，規(guī)范工業(yè)企業(yè)的控制流程辑鲤。
OPC技術(shù)最主要的優(yōu)點(diǎn)是解決了不同廠商開發(fā)造成的異構(gòu)問題杠茬。使得工業(yè)控制解決方案可以具有更簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更長的壽命宁赤，更低的成本栓票。同時(shí)現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)的連接也更加簡單方便，靈活高效佛猛。
傳統(tǒng)的OPC規(guī)范定義了幾種不同的挚躯，用于訪問過程的數(shù)據(jù)（OPC DA）擦秽、報(bào)警信息（OPC A&E）以及歷史數(shù)據(jù)（OPC HAD）的版本規(guī)范。這種協(xié)議有以下幾種缺陷：
首先感挥，客戶端訪問不同的數(shù)據(jù)，需要發(fā)起幾次請求硼瓣，造成了大量的浪費(fèi)。其次亿傅，該協(xié)議依賴微軟的COM/DCOM技術(shù)瘟栖，限制了在不同平臺的應(yīng)用。最后半哟，這種技術(shù)的安全機(jī)制不足寓涨，實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜。
2 OPC UA（IEC62541）
早期的OPC基于微軟的DCOM技術(shù)戒良，衍生出一些明顯的局限性，例如操作系統(tǒng)依賴性译打，多端口鑒權(quán)導(dǎo)致的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和安全問題等拇颅。尤其2002年微軟提出了.NET并停止了COM/DCOM的研發(fā)乔询，使得OPC的前景更加黯淡。為了擺脫這些DCOM的局限性竿刁，OPC基金會重新設(shè)計(jì)發(fā)布了一套升級版本的OPC協(xié)議，稱之為OPC UA食拜。原來的基于DCOM的OPC也被稱為OPC DA。
OPC UA（OPC Unified Architecture）流强，即OPC統(tǒng)一架構(gòu)呻待，是由OPC基金會于2006年發(fā)布的一套標(biāo)準(zhǔn)。用于重要工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)安全傳輸奏篙。OPC UA作為OPC的改進(jìn)版本迫淹，在現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境中可以說無處不在为严。
OPC UA適用于工業(yè)自動化應(yīng)用的獨(dú)立于廠商的通信協(xié)議肺稀。它是基于客戶端-服務(wù)器原理梗脾，可以實(shí)現(xiàn)從各個傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)一直到ERP系統(tǒng)或云的無縫通信。該協(xié)議是平臺獨(dú)立且內(nèi)置安全機(jī)制盹靴。由于OPC UA是靈活且完全獨(dú)立炸茧，因此它被視為實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的理想通信協(xié)議。
今天稿静，OPC UA 已經(jīng)成為連接企業(yè)級計(jì)算機(jī)與嵌入式自動化組件的橋梁 - 獨(dú)立于微軟梭冠、 UNIX 或其他操作系統(tǒng)。
3 OPC UA特點(diǎn)
3.1 功能對等性
基于OPC 的成功改备，OPC基金會推出了新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)OPC UA控漠。 OPC UA實(shí)現(xiàn)了所有OPC的功能，并有以下的增強(qiáng)和超越：
發(fā)現(xiàn)：在本地PC和/或網(wǎng)絡(luò)上查找可用的OPC服務(wù)器悬钳。
地址空間：所有數(shù)據(jù)都是分層表示的（例如文件和文件夾）盐捷，允許OPC客戶端發(fā)現(xiàn)、利用簡單和復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默勾。
按需：基于訪問權(quán)限讀取和寫入數(shù)據(jù)/信息。
訂閱：監(jiān)視數(shù)據(jù)/信息母剥，并且當(dāng)值變化超出客戶端的設(shè)定時(shí)報(bào)告異常滞诺。
事件：基于客戶端的設(shè)定通知重要信息。
方法：客戶端可以基于在服務(wù)器上定義的方法來執(zhí)行程序等环疼。
OPC UA產(chǎn)品和OPC產(chǎn)品之間的集成可以通過COM/Proxy Wrappers輕松實(shí)現(xiàn)习霹。
3.2 平臺獨(dú)立性
鑒于市場上有各種各樣的硬件平臺和操作系統(tǒng)，平臺獨(dú)立性就顯得至關(guān)重要炫隶。OPC UA包含但不限于以下平臺及系統(tǒng)：
硬件平臺：傳統(tǒng)PC硬件淋叶、云服務(wù)器、PLC伪阶、微控制器（ARM等）煞檩。
操作系統(tǒng)：Microsoft Windows、Apple OSX望门、Android或任何Linux發(fā)行版本等形娇。
OPC UA為企業(yè)之間的互操作性提供必要的M2M、M2E及兩者之間的基礎(chǔ)架構(gòu)筹误。
3.3 安全性
企業(yè)在選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)最重要的考慮之一是安全性桐早。OPC UA在通過防火墻時(shí)通過提供一套控制方案來解決安全問題：
傳輸：定義了許多協(xié)議，提供了諸如超快OPC二進(jìn)制傳輸或更通用的SOAP-HTTPS等選項(xiàng)。
會話加密：信息以128位或256位加密級別安全地傳輸哄酝。
信息簽名：信息接收時(shí)的簽名與發(fā)送時(shí)必須完全相同友存。
測序數(shù)據(jù)包：通過排序消除了已發(fā)現(xiàn)的信息重放攻擊。
認(rèn)證：每個UA的客戶端和服務(wù)器都要通過OpenSSL證書標(biāo)識陶衅，提供控制應(yīng)用程序和系統(tǒng)彼此連接的功能屡立。
用戶控制：應(yīng)用程序可以要求用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證（登錄憑據(jù)，證書等）搀军，并且可以進(jìn)一步限制或增強(qiáng)用戶訪問權(quán)限和地址空間“視圖”的能力膨俐。
審計(jì)：記錄用戶和/或系統(tǒng)的活動，提供訪問審計(jì)跟蹤罩句。
3.4 可拓展性
OPC UA的多層架構(gòu)提供了一個“面向未來”的框架焚刺。諸如新的傳輸協(xié)議、安全算法门烂、編碼標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用服務(wù)等創(chuàng)新技術(shù)和方法可以并入OPC UA乳愉，同時(shí)保持現(xiàn)有產(chǎn)品的兼容性。 今天的UA產(chǎn)品能夠與未來的UA產(chǎn)品互聯(lián)互通屯远。
3.5 綜合信息建模
OPC UA信息建穆Γ框架將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息。通過完全面向?qū)ο蟮墓δ芸ぃ词故亲顝?fù)雜的多級結(jié)構(gòu)也可以建模和擴(kuò)展坡脐。數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)在配置文件中定義。例如咖气，現(xiàn)有的OPC規(guī)范被建模為UA配置文件挨措，也可以由其他組織擴(kuò)展。
4 OPC UA在數(shù)字化工廠的作用
數(shù)字化工廠建模和數(shù)據(jù)集成：利用OPC UA的通信能力和建模能力崩溪，能夠?qū)φ麄€工廠設(shè)備進(jìn)行建模，并把各種和生產(chǎn)相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成到OPC UA的地址空間中斩松，從而為數(shù)字化工廠打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)伶唯。
貫串設(shè)備層到管理層的統(tǒng)一數(shù)據(jù)顯示：OPC UA能夠跨平臺、跨語言惧盹，能夠應(yīng)用在各種異構(gòu)系統(tǒng)中乳幸，包括從底層控制器，HMI/SCADA钧椰，制造執(zhí)行系統(tǒng)粹断，直到企業(yè)管理層。
利用面向?qū)ο笏枷牒喕瘡?fù)雜算法：OPC UA提供了強(qiáng)大的建模能力嫡霞，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行建模瓶埋，在此基礎(chǔ)上，可以把面向?qū)ο蟮木幊趟枷霊?yīng)用到控制領(lǐng)域，從而有效地簡化復(fù)雜算法（如調(diào)度等）养筒。
實(shí)現(xiàn)對云端應(yīng)用的支持：OPC UA底層可以基于TCP或者HTTP/HTTPS曾撤，能夠跨網(wǎng)絡(luò)，方便地在公網(wǎng)上傳輸晕粪，同時(shí)挤悉，提供了完善的安全體系∥紫妫可以說装悲，OPC UA已經(jīng)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行了充分的技術(shù)準(zhǔn)備。
