OPC UA工业通信协议介绍，OPC UA有哪些优势？

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