【工控老马】系统地带你梳理OPC知识（2）

本文中，我将进一步对OPC知识进行梳理，让大家了解OPC技术的来龙去脉。

想知道OPC DA是什么？OPC Classic了解一下？

对于接触过OPC的小伙伴，肯定知道OPC DA，然而很多人并不知道OPC DA其实是OPC Classic的其中一个规范。

OPC Classic（经典架构）就是我们一直以来所知的OPC标准，是由行业供应商，终端用户和软件开发者共同制定的一系列规范。OPC Classic规范基于Microsoft Windows技术，使用COM / DCOM（分布式组件对象模型）在软件组件之间交换数据。规范为访问过程数据、报警和历史数据提供了单独的定义。

OPC标准首次发布于1996年，被广泛应用于各个行业，包括制造业，楼宇自动化，石油和天然气，可再生能源和公用事业等领域。

OPC Classic由哪几个部分组成？

OPC Classic主要有三个规范：

1、OPC Data Access就是我们最熟知的OPC DA

OPC DA规范定义了数据交换，包括值、时间和质量信息。

2、OPC Alarms & Events即：OPC AE

OPC AE规范定义了报警和事件类型消息信息的交换，以及变量状态和状态管理。

3、OPC Historical Data Access即：OPC HDA

OPC HDA规范定义了可应用于历史数据、时间数据的查询和分析的方法。

近几年，随着智能制造兴起，设备联网是各大生产企业信息化建设的必经之路，设备数据采集主要使用的是OPC DA的功能，用于传输设备的生产数据、工艺数据及实时状态。OPC AE和OPC HDA主要在一些特定的设备和系统中使用。

OPC UA的诞生

随着在制造系统内以服务为导向的架构的引入，跨平台的数据传输需求，以及大数据量传输的数据安全问题。2008年，OPC基金会发布了OPC统一架构（Unified Architecture），即OPC UA，这是一个独立于平台的面向服务的架构，它集成了现有OPC Classic规范的所有功能。

几个因素影响了创建OPC UA的决策：

● Microsoft已经不再强化COM（组件对象模型）和DCOM（分布式COM）用以支持跨平台SOA（面向服务的体系结构）。

● OPC供应商想要一组服务器来公开OPC数据模型，例如数据访问、报警和事件、历史数据访问等。

● 为了保持竞争力，OPC供应商需要在非Microsoft系统上实施OPC，包括嵌入式设备。

● 其他合作组织需要一种可靠、高效的方式来传输高级结构化数据。

● 用户需要能够通过防火墙以安全的方式访问OPC服务器。

OPC统一架构（UA）将各个OPC Classic规范的所有功能集成到一个可扩展的框架中，独立于平台并且面向服务。OPC UA有哪些特性？

这种多层方法实现了最初设计UA规范时的目标：

● 功能对等性：所有OPC Classic规范都映射到UA

OPC UA包含OPC Classic中的DA、A&E和HDA功能：

发现：在本地PC和/或网络上查找可用的OPC服务器

地址空间：所有数据都是分层表示的（例如文件和文件夹），允许OPC客户端发现、利用简单和复杂的数据结构

按需：基于访问权限读取和写入数据/信息

订阅：监视数据/信息，并且当值变化超出客户端的设定时报告异常

事件：基于客户端的设定通知重要信息

方法：客户端可以基于在服务器上定义的方法来执行程序等

● 平台独立性：从嵌入式微控制器到基于云的基础设施

OPC UA不依赖Windows平台，可以在任何平台部署使用：

硬件平台：传统PC、云服务器、PLC、微控制器（ARM等）

操作系统：Microsoft Windows、Apple OSX、Android、Linux

● 安全性：信息加密、身份验证和审核

企业在选择技术标准时最重要的考虑之一是安全性。OPC UA在通过防火墙时通过提供一套控制方案来解决安全问题：

传输：定义了许多协议，提供了诸如超快OPC二进制传输或更通用的SOAP-HTTPS等选项

会话加密：信息以128位或256位加密级别安全地传输

信息签名：信息接收时的签名与发送时必须完全相同

测序数据包：通过排序消除了已发现的信息重放攻击

认证：每个UA的客户端和服务器都要通过OpenSSL证书标识，提供控制应用程序和系统彼此连接的功能

用户控制：应用程序可以要求用户进行身份验证（登录凭据，证书等），并且可以进一步限制或增强用户访问权限和地址空间“视图”的能力

审计：记录用户和/或系统的活动，提供访问审计跟踪

● 可扩展性：添加新功能而不影响现有应用程序的能力

OPC UA的多层架构提供了一个“面向未来”的框架。诸如新的传输协议、安全算法、编码标准或应用服务等创新技术和方法可以并入OPC UA，同时保持现有产品的兼容性。 今天的UA产品能够与未来的UA产品互联互通。

● 综合信息建模：用于定义复杂信息

OPC UA信息建模框架将数据转换为信息，通过完全面向对象的功能，即使是最复杂的多级结构也可以建模和扩展，数据类型和结构可在配置文件中定义。

本文对OPC UA的介绍就到这里，对OPC技术和产品感兴趣的朋友可以和我们联系，互相交流学习，共同进步。