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工控協定——OPC UA(統一架構)解析 轉載

1 什麼是OPC UA

為了應對标準化和跨平台的趨勢,為了更好的推廣OPC,OPC基金會近些年在之前OPC成功應用的基礎上推出了一個新的OPC标準-OPC UA。OPC UA接口協定包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA,隻使用一個位址空間就能通路之前所有的對象,而且不受WINDOWS平台限制,因為它是從傳輸層Scoket以上來定義的,這點後面會提到,導緻了靈活性和安全性比之前的OPC都提升了。

2 OPC UA的優勢

1)一個通用接口內建了之前所有OPC的特性和資訊,A&E, DA,OPC XML DA or HDA

2)更加開放,平台無關性,WINDOWS,Linux都能相容

3)擴充了對象類型,支援更複雜的資料類型比如變量,方法和事件

4)在協定和應用層內建了安全功能,更加安全

5)易于配置和使用

核心的差別是因為OPC和OPC UA協定使用的TCP層不一樣,如下:

OPC是基于DOM/COM上,應用層最頂層;OPC UA是基于TCP IP scoket 傳輸層.

工控協定——OPC UA(統一架構)解析 轉載
工控協定——OPC UA(統一架構)解析 轉載

其他一些差別:

OPC雖然通過配置COM/DOM來提供資料加密和簽名功能,配置防火牆,使用者權限來讓資料通路變得更加安全,但是會增加額外的工作量,尤其是對非IT的工程師來說;對于OPC UA,資料加密和簽名,防火牆等都是預設的功能。比如基于DOM的OPC使用的動态端口配置設定,端口不固定,讓防火牆難以确定,而OPC UA的端口都是唯一的,比如SINUMERIK 840D是PORT 4840,SIMATIC S7是PORT 4845。DOM/COM也可以生成不同級别的事件日志,但日志内容不夠詳細,隻會提供“誰連接配接上伺服器”這種,而對于OPC UA來說都是預設的功能,生成的日志内容更全面。

3 OPC UA

OPC統一架構(OPC Unified Architecture)是OPC基金會(OPC Foundation)建立的新技術,更加安全、可靠、中性(與供應商無關),為制造現場到生産計劃或企業資源計劃(ERP)系統傳輸原始資料和預處理資訊。使用OPC UA技術,所有需要的資訊可随時随地到達每個授權應用和每個授權人員。

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OPC UA 獨立于制造商,應用可以用他通信,開發者可以用不同程式設計語言對他開發,不同的作業系統上可以對他支援。OPC UA 彌補了已有 OPC 的不足,增加了諸如平台獨立、可伸縮性、高可用性和網際網路服務等重要特性。

OPC UA 不再基于分布式元件對象模型(DCOM),而是以面向服務的架構(SOA)為基礎。OPC UA 是以可以連接配接更多的裝置。

今天,OPC UA 已經成為連接配接企業級計算機與嵌入式自動化元件的橋梁 - 獨立于微軟、 UNIX 或其他作業系統。

4 OPC 統一架構 - 标準化通信

通過網際網路和通過防火牆的标準化通信 - OPC UA 使用一種優化的基于TCP的二進制協定完成資料交換;另外支援Web服務和HTTP。現在允許在防火牆中打開一個端口,內建的安保機制確定了通過網際網路也能安全通信。

防止非授權的資料通路 - OPC UA 技術使用一種成熟安保理念,防止非授權通路和過程資料損壞,以及由于不小心地操作帶來的錯誤。OPC UA安保理念基于World Wide Web 标準,通過使用者鑒權、簽名和加密傳輸等項目來實作。

資料安全性和可靠性 - OPC UA使用可靠的通信機制、可配置的逾時、自動錯誤檢查和自動恢複等機制,定義一種可靠堅固的架構。對OPC UA客戶機與伺服器之間的實體連接配接可以進行監視,随時發現通信中的問題。OPC UA具有備援特性,可以在伺服器和客戶機應用中實施,防止資料的丢失,實作高可用性系統。

在簡化接口方面進行了很多改進 -新 OPC UA 在所有平台上的通信更快速、更安全和更靈活。

平台獨立和可伸縮性 - 由于使用了基于面向服務的技術,OPC UA 具有平台獨立的屬性,可以實施全新的、節省成本的自動化理念。嵌入式現場裝置、過程控制系統(DCS)、可程式設計邏輯控制器(PLC)、網關或者操作員面闆(HMI)可以依靠OPC UA伺服器,直接連到作業系統,諸如嵌入的Windows、Linux、VxWorks、QNX、RTOS 或者其他系統。使用一台獨立的Windows PC 用做 OPC 伺服器,提供對非Windows裝置資料通路的模式今天已經淘汰。當然,OPC UA 元件也可以在Unix作業系統的資訊技術(IT)系統中使用,諸如:Solaris、HPUX、AIX、Linux等,可以是企業資源計劃(ERP)系統,可以是生産計劃(MES)和監控軟體(SCADA),還可以是電子商務應用。OPC UA 的元件功能是可以是伸縮的:小到一個嵌入式裝置的瘦應用,大到公司級别大型計算機的資料管理系統。

簡單一緻 - OPC UA 定義了一種內建的位址空間和資訊模型,可以顯示過程資料、報警、曆史資料以及完成程式調用。資訊項被定義成不同類型的對象,彼此之間可以建立關系。 在此基礎上,OPC UA 支援使用複雜資料結構。這使 OPC UA可以完整地描述複雜過程和系統。

對傳統的三種不同類型OPC伺服器的通路 - 資料通路(DA)、報警和事件(AE)、曆史資料通路(HDA) -比如,要獲得一個溫度傳感器的目前值、一個高溫度事件和溫度的曆史平均值,要依次使用不同的指令執行。而使用OPC UA,僅用一個元件就非常容易地完成了。配置和工程的時間也是以可以大大縮短。

性能強勁 - 通過自身的不斷發展,依靠基于TCP UA 二進制協定,使用高效的資料編碼,OPC UA 提供了非常高效的資料傳輸,滿足了更高性能的要求。

更多的應用選項 - OPC UA 技術的廣泛适用性使全新的垂直內建理念能夠完全實施。對OPC UA 元件進行串級,從工廠中的房間現場裝置到制造執行系統(MES)或企業資源計劃(ERP)系統,資訊能夠安全和可靠地傳輸。在現場裝置級的嵌入式UA 伺服器,在自動化級的UA 元件,在企業級ERP系統中內建的UA 客戶機,可以進行串級連接配接。各自的UA 元件可以在地理上是分布的,而且容易使用防火牆讓彼此分開。

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為把這種資訊模型作為一種推廣的技術,OPC UA 與其他标準化組織合作,希望把UA 服務提供給各行各業使用。今天,OPC 基金會已經與不同的标準化組織進行了合作,諸如:PLC開放組織(PLCopen)、國際自動化協會(ISA)和電子裝置描述語言(EDDL)合作團隊(ECT)建立合作标準。

5  OPC UA - 平台獨立,結構伸縮,保護投資

OPC UA 将在一個比較長的時期裡替換傳統的OPC。在這個過渡期中,基于DCOM的OPC産品會與UA 産品共存。OPC基金會的遷移戰略可以讓傳統的OPC 和OPC UA産品很好結合。用這種方式,已經安裝使用的幾百萬套、上千種傳統的OPC産品可以與新的OPC UA産品共同使用。這為使用者提供了優勢,因為他們能夠從不同的制造商-傳統的OPC 和 OPC UA 廠家,選用任何需要的産品。

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開放

- 超過 450 個成員;

- 平台中性;

- 應用普遍;

- 所有連接配接。

特色

- 工業标準;

- 獨立于制造商;

- 互操作能力;

- 可靠性。

協同

- 裝置內建;

- IEC 61131-3 / PLCopen;

- 分析裝置內建;

- 企業 - 控制系統內建(ISA-95),批處理(ISA-88);

- 智能電網;

- 現場裝置內建;

- EDDL 與現場裝置技術(FDT)。

安全

- X509 認證

- OpenSSL 加密

- 使用者名 / 密碼

- 每種屬性的通路權限

合作夥伴

- PLCopen

- ISA

- MIMOSA

- FDT

- ECT

轉載于:https://www.cnblogs.com/meandme/p/10069227.html

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