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OPC UA工业通信协议介绍,OPC UA有哪些优势?

 
关键词:opc,opc ua 
 
问题:OPC UA工业通信协议介绍,OPC UA有哪些优势?
回答
OPC UA是一种工业通讯协议,从2008年发展到今天,现在在业界已经非常的流行了。

 
OPC全称是OLE(Object Linking and Embedding) for Process Control。为了便于自动化行业不同厂家的设备和应用程序能相互交换数据,定义了一个统一的接口函数,就是OPC协议规范。OPC是基于WINDOWS COM/DOM的技术,可以使用统一的方式去访问不同设备厂商的产品数据。简单来说OPC就是为了用于设备和软件之间交换数据。
 
OPC基金会前前后后规定了不同的接口定义,如下:

OPC DA (Data Access, exchange of real-time values,数据访问),定义了数据交换,包括值、时间和质量信息
OPC A&E (Alarms & Events, exchange of alarms and events,警报和事件),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。
OPC HDA (Historical Data Access, exchange of historical values,历史数据访问),定义了可应用于历史数据、时间数据的查询和分析的方法。
OPC XML DA (XML-based exchange of real-time values)
 
UA全称是unified architecture(统一架构)。为了应对标准化和跨平台的趋势,为了更好地推广OPC,OPC基金会近些年在之前OPC成功应用的基础上推出了一个新的OPC标准-OPC UA。OPC UA接口协议包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA,只使用一个地址空间就能访问之前所有的对象,而且不受WINDOWS平台限制,因为它是从传输层以上来定义的,导致了灵活性和安全性比之前的OPC都提升了。
 
OPC UA实质上是一种抽象的框架,是一个多层架构,其中的每一层完全是从其相邻层抽象而来。这些层定义了线路上的各种通信协议,以及能否安全地编码/解码包含有数据、数据类型定义等内容的讯息。利用这一核心服务和数据类型框架,人们可以在其基础上(继承)轻松添加更多功能。
 
OPC UA将成为一个转换工具。其它协议/标准(如BACnet)可以非常轻松地转换为OPC UA内的一个子集。

 
OPC UA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COM OPC Classic规范都映射到UA
 
平台独立性:从嵌入式微控制器到基于云的基础设施
 
安全性:信息加密、身份验证和审核
 
可扩展性:添加新功能而不影响现有应用程序的能力
 
综合信息建模:用于定义复杂信息
 
OPC UA的优势:
 
一、功能方面,OPC UA不仅支持传统OPC的所有功能,更支持更多新的功能:
 
1. 网络发现:自动查询本PC机中与当前网络中可用的OPC Server。
 
2. 地址空间优化:所有的数据都可以分级结构定义,使得OPC Client不仅能够读取并利用简单数据,也能访问复杂的结构体。
 
3. 互访认证:所有的读写数据/消息行为,都必须有访问许可。
 
4. 数据订阅:针对OPCClient不同的配置与标准,提供数据/消息的监控,以及数值变化时的变化报告。
 
5. 方案(Methods)功能:OPC UA中定义了通过在OPCServer中定义方案(Methods),来让OPC client执行特定的程序。
 
二、平台支持方面,由于不再基于COM/DCOM技术,OPC UA标准提供了更多的可支持的硬件或软件平台。
 
三、安全性方面,最大的变化是OPC UA可以通过任何单一端口(经管理员开放后)进行通信,这使得OPC通信不再会由于防火墙受到大量的限制。
 
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


 

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