文本原創(chuàng)為微信訂閱號：諸子東。

這是一篇通俗講解OPC UA的入門篇

為什么要通俗的講呢渴庆，主要是怕自己講的自己看不懂铃芦，會尷尬。

比這更尷尬的是襟雷，自己寫的沒看懂刃滓，你們卻看懂了。

OPC UA內容過于深奧耸弄，筆者最近研究咧虎，說不上研究，只能說是學習计呈，最近學習了OPC UA一段時間砰诵，是時候寫一篇通俗入門篇給大家講解一下OPC UA征唬。

如果后續(xù)沒有看到其他關于OPC UA的文章，說明筆者已經從入門到放棄了茁彭。

在講這個OPC UA之前总寒，需要先介紹幾個單詞縮寫術語。

IOT：物聯(lián)網

IIOT：工業(yè)IOT理肺，工業(yè)物聯(lián)網

IT:Information Technology

OT: Operational Technology

（圖片來源于網上）

那么摄闸，最直接的問題是：什么是OPC UA。

如果我直接從網上摘抄OPC UA的解釋妹萨，那就對不起這個標題啦贪薪。

在這篇通俗篇里，有可能很多用語會不夠嚴謹眠副，但請不要介意，畢竟這篇文章面向更多非研發(fā)人員竣稽。

首先囱怕，OPC UA是一種協(xié)議。

這不是廢話嘛毫别。

說到協(xié)議娃弓，在工業(yè)領域里，我想大家最熟悉的岛宦，就是Modbus?協(xié)議了台丛。

那Modbus這個協(xié)議呢，可以串口通信砾肺，也有以太網通信挽霉。

Modbus可以讀和寫位數(shù)據(jù)，也可以讀和寫字數(shù)據(jù)变汪。

位數(shù)據(jù)呢侠坎，就是所謂的開關點。字數(shù)據(jù)呢裙盾，就是什么溫度实胸，濕度，產量等數(shù)據(jù)番官，也就是非開關類型數(shù)據(jù)庐完。

那OPC UA呢，是一種基于以太網的協(xié)議徘熔。

其實現(xiàn)在但凡一種協(xié)議门躯，基本都離不開讀和寫位數(shù)據(jù)，字數(shù)據(jù)近顷。OPC UA也一樣的生音。

但是OPC UA和Modbus?或者宁否，和別的協(xié)議有什么不太一樣呢。隨后會演示一下缀遍。

（該圖片源于某介紹視頻里所使用的PPT的截圖）

該視頻源：

https://www.aparat.com/v/r4FgE/OPC_UA_Security_by_Darek_Kominek_v2016_1

從圖中介紹慕匠，可以看出，OPC UA可謂是上天入地域醇，無所不能台谊，秒天秒地呀。

毋庸置疑譬挚，OPC UA已經在IIOT里可以說很牛逼了锅铅。

OPC標準在1996年的時候開始發(fā)布的，目標就是要把PLC的特定協(xié)議减宣，像modbus之類的盐须，抽象出來，做成統(tǒng)一的接口或應用漆腌。有點類似于現(xiàn)在的網關贼邓，可以接各PLC協(xié)議，然后由網關與服務器特定的協(xié)議闷尿，把各plc的數(shù)據(jù)塑径，上報給服務器。各平臺也有接口可以調用填具，這樣對平臺來說统舀，就不需要管plc是什么plc，具體是什么協(xié)議劳景。

OPC UA就是在OPC的基礎上誉简，創(chuàng)立了新的框架。此處不再過多討論OPC盟广。

通俗地講描融，就是OPC UA約定了一套協(xié)議標準，對于所有使用OPC UA協(xié)議的設備和電腦等衡蚂，都可以相互訪問窿克，控制等。

那么問題來了毛甲，對于使用modbus?協(xié)議的設備來說年叮，那確實也是可以互相訪問了。那如果全世界的設備玻募，都使用modbus?協(xié)議只损，該多好呀，設備都能互相兼容。但事實并沒有我們想得那么美好跃惫。

我覺得原因無非就是modbus協(xié)議已經滿足不了需求了叮叹，因為modbus協(xié)議太簡單了，簡單不代表淘汰爆存，還是有很多設備也還在使用modbus協(xié)議的蛉顽。

此處拿modbus協(xié)議作類比，主要是讓大家更好地了解和接受OPC UA的入門先较。

好携冤，下面我們就開始來認識一下OPC UA。

一?OPC UA的連接

像modbus tcp屬于tcp協(xié)議闲勺，常用端口是502.

OPC UA也是一種tcp協(xié)議曾棕，常用端口是4840。

如圖是OPC UA的連接菜循，OPC UA是需要登錄過程的翘地，可以使用用戶名和密碼，還可以使用證書癌幕。

(圖中所使用的工具是 uaexpert ,是一個非常好用的調試和開發(fā)OPC UA的神器子眶，吐血推薦)

OPC UA可以說安全性是非常好的，具備信息加密序芦，身份驗證和審核。

登錄之后呢粤咪，干什么呢谚中。

二?OPC UA的變量發(fā)現(xiàn)

Modbus的變量類型，或者說地址訪問寥枝，主要是有位數(shù)據(jù)：0X宪塔，1X。還有字數(shù)據(jù)：3X囊拜，4X某筐。

類型單一，數(shù)據(jù)表示不明確冠跷∧咸埽基本每個項目都要有相應的地址映射表。也就是什么地址表示溫度蜜托，什么地址表示產量抄囚，這樣不利于項目的實施和維護。

如圖所示橄务，是某個OPC UA設備的地址空間幔托。

可以看出，OPC UA在變量，或者地址上重挑，具備的特性：

1?允許OPC UA客戶端發(fā)現(xiàn)服務端的變量嗓化。

這個怎么說呢，這對使用者來說谬哀，就不需要去看設備的程序或配置刺覆，也不需要再去找什么點表等等，OPC UA客戶端就可以獲取當前連接設備的變量玻粪。也就是這個設備有什么變量隅津，客戶端都能搜索出來了，這個可以說是非常有用的劲室。

2?變量數(shù)據(jù)是分層表示的伦仍。

分層表示可能有點專業(yè)術語的感覺。

這個就和windows的目錄結構可以說一樣一樣的很洋。這樣的好處就是不同的變量數(shù)據(jù)的分組關系會比較明確充蓝，利于復雜的數(shù)據(jù)結構。

3?變量直接以名字顯示喉磁。

這個就是我們所謂的標簽變量了谓苟。看這個變量名协怒，就知道這個數(shù)據(jù)是啥意思了涝焙。標簽變量的優(yōu)勢，不用多說孕暇，反正就是有優(yōu)勢仑撞。

這種就區(qū)別于像modbus的3X，4X這樣的變量類型妖滔。這在使用和維護上隧哮，就可以減少對點表的依賴，甚至不再需要數(shù)據(jù)點表座舍。也有點類似于數(shù)據(jù)庫的概念沮翔。

拿到變量之后，干什么呢曲秉。

三?變量的讀寫采蚀。

拿到變量之后，無非就是讀數(shù)據(jù)或者寫數(shù)據(jù)承二。

1變量具備讀寫屬性搏存。

???OPC UA客戶端可以獲取每個變量的屬性，屬性里就包括該變量是可讀的矢洲，還是可寫的贷掖。

對于不可寫的變量衔沼，客戶端發(fā)起寫請求踩衩，服務端也會有相應的出錯提示。

2?變量具備數(shù)據(jù)類型袁滥。

當我們要知道某個數(shù)據(jù)的值，比如產量的值是10000個灾螃，這個10000题翻，我們并不關系是浮點數(shù)的10000還是32位有符號或無符號的10000。

因為每個變量都具備各自的數(shù)據(jù)類型腰鬼，并能按相應的數(shù)據(jù)類型嵌赠。

像modbus這個的字類型，當我們確定一個變量熄赡，比如確定一個溫度變量姜挺，需要知道是4X多少，以及是浮點數(shù)還是有符號數(shù)彼硫。而這個確定炊豪，就需要參考PLC或設備里對這個變量的定義，或者需要特定的數(shù)據(jù)點表對照拧篮，使用起來十分不方便词渤。

如圖，當我們掃描到變量后串绩，當需要對一些變量進行讀取時缺虐，選擇我們要讀取的變量后，就可以向服務端讀取數(shù)據(jù)礁凡。

每個變量有自己的變量類型高氮，而對使用者或者用戶來說，更多關心的是數(shù)據(jù)把篓，也就是展現(xiàn)出來的值。

而對開發(fā)者來說腰涧，或者就協(xié)議來說韧掩，變量類型是非常有用的。這在數(shù)據(jù)傳輸窖铡，轉換疗锐，存儲等，數(shù)據(jù)的類型是要匹配的费彼。

3?數(shù)據(jù)的訂閱滑臊。

像modbus?這樣的協(xié)議，要獲取數(shù)據(jù)箍铲，每次都需要向服務端發(fā)起讀命令雇卷，然后服務端再把數(shù)據(jù)回復。這種就是問答式的數(shù)據(jù)獲取，問答式的數(shù)據(jù)獲取关划，一個是效率問題小染，要想數(shù)據(jù)更新快，就要問的頻繁贮折，這也種造成網絡請求壓力裤翩。

而OPC UA，存在一種訂閱方式调榄。對數(shù)據(jù)進行訂閱之后踊赠，就不用每次去問這個變量是多少了，就可以由服務端這邊主動把數(shù)據(jù)發(fā)過來的每庆。

以上就是OPC UA的通俗入門介紹了筐带。

簡單地講，這個協(xié)議大概是什么樣呢扣孟。

OPC UA安全性如何烫堤？

放心，這個協(xié)議很安全凤价。什么會話加密鸽斟，用戶驗證等應用盡有，安全地很利诺。

OPC UA有什么數(shù)據(jù)富蓄？

OPC UA就類似于訪問電腦文件夾一樣，你能看到什么目錄慢逾，目錄里有什么文件（變量）立倍，文件（變量）是什么類型，數(shù)據(jù)是多少侣滩，一目了然口注。方便管理和維護，讓你效率提高再提高君珠。

當然里面的數(shù)據(jù)有普通數(shù)據(jù)啦寝志，報警數(shù)據(jù)里，歷史數(shù)據(jù)啦等等策添。

OPC UA的通用性如何材部？

這個就有意思了。這個就要拿MQTT來說一下了唯竹。

MQTT雖然是一個標準協(xié)議乐导，但也只是提供了標準的傳輸通道，也就提供了主題和payload的傳輸模式浸颓，但是每一家開發(fā)的MQTT物臂，定義的主題旺拉，以及payload格式都不一樣，這就造成了現(xiàn)在火的一塌糊涂的MQTT鹦聪，其實兼容性是非常差的账阻。每一家都希望別人以他們?yōu)闃藴剩此麄兗襾硎褂迷蟊尽２贿^淘太，MQTT更多也是在云平臺和設備之間的應用，那每家開發(fā)自己的產品规丽，那就都不一樣了蒲牧。

而OPC UA，也是一個標準協(xié)議赌莺，但凡使用了OPC UA的設備冰抢，就必要符合OPC UA規(guī)范。這種情況就不會像MQTT那樣艘狭，每家定義的不一樣挎扰。

而OPC UA,每家不一樣的地方，無非就是數(shù)據(jù)巢音，或者變量不一樣遵倦。

比如有些設備的有溫度，濕度官撼。有些設備沒有溫度梧躺，但有產量的。但在OPC UA的使用傲绣，應用掠哥，方案，框架等秃诵，都具備很多的兼容性续搀，移植性等。當然菠净，這點更多是對開發(fā)者而言的禁舷。

但開發(fā)既是成本呀。企業(yè)可不希望換一種設備或換一個平臺嗤练，就要重新開發(fā)榛了，重新花時間設計框架在讶，制定需求等等煞抬。因此OPC UA在工廠上，MES系統(tǒng)等應用也非常廣泛构哺，特別是現(xiàn)在的智能工廠革答，基本會看不到modbus的影子战坤。基本都是OPC UA或者Ethernet/IP等協(xié)議残拐，如果你還看到大量使用modbus之類的途茫，那就說明這個工廠還不夠智能，規(guī)模還不夠大溪食。當然這也就存在商機和機會啦囊卜，剛好就有借口或理由推一下OPC UA,讓工廠升級換代啦。错沃。

OPC UA可以運行在哪里呢栅组。

可以這么說，基本能有程序運行的地方枢析，就能運行OPC UA玉掸。小至單片機，大到服務器醒叁∷纠耍可謂是上天入地，無所不能運行把沼。

OPC UA的應用如何啊易？

這個問題可不好回答。就隨便說說幾句吧智政。

OPC UA畢竟主打的是數(shù)據(jù)交換认罩。

information exchange for industrial communication

數(shù)據(jù)交換是直譯啦。主要在于數(shù)據(jù)統(tǒng)一性的傳輸续捂，交互垦垂，維護等，OPC UA發(fā)揮著非常大的作用牙瓢。

OPC UA就可以在IIOT中劫拗，為各設備，企業(yè)矾克，用戶等互操作页慷，數(shù)據(jù)應用等提供了必要的M2M，M2E應用架構了胁附。

對于一些以OT為主線的公司或運營來說酒繁，OPC UA的模式讓OT更易于管理和維護。

OPC UA會讓IT和OT之間的界限變是模糊控妻。

因為在IIOT領域里州袒，往往是IT和OT缺乏協(xié)調性，導致應用成本弓候，運維成本的增加郎哭，維護的困難性他匪。

而OPC UA確實也能讓IT和OT更好地融合，甚至還能提升IT和OT團隊融合效率夸研。

（此圖摘抄于網上邦蜜，）

（此圖截圖于一個視頻講解OPC）

視頻源：

https://www.aparat.com/v/oaj5I/What_is_OPC%3F_UA_in_a_Minute

該視頻是一分鐘介紹OPC UA。是一個老外手繪介紹OPC UA的大概亥至，可謂是圖文并茂悼沈，感興趣的可以看一下。

好了姐扮，以上就是該篇內容了井辆。

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