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OPC UA工業通信協議介紹,OPC UA有哪些優勢?

時間:2022-11-29 10:38:17 

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關鍵詞:opc,opc ua 

問題
OPC UA工業通信協議介紹,OPC UA有哪些優勢?

回答
OPC UA是一種工業通訊協議,從2008年發展到今天,現在在業界已經非常的流行了。

 
OPC全稱是OLE(Object Linking and Embedding) for Process Control。為了便于自動化行業不同廠家的設備和應用程序能相互交換數據,定義了一個統一的接口函數,就是OPC協議規范。OPC是基于WINDOWS COM/DOM的技術,可以使用統一的方式去訪問不同設備廠商的產品數據。簡單來說OPC就是為了用于設備和軟件之間交換數據。
 
OPC基金會前前后后規定了不同的接口定義,如下:

OPC DA (Data Access, exchange of real-time values,數據訪問),定義了數據交換,包括值、時間和質量信息
OPC A&E (Alarms & Events, exchange of alarms and events,警報和事件),定義了報警和事件類型消息信息的交換,以及變量狀態和狀態管理。
OPC HDA (Historical Data Access, exchange of historical values,歷史數據訪問),定義了可應用于歷史數據、時間數據的查詢和分析的方法。
OPC XML DA (XML-based exchange of real-time values)
 
UA全稱是unified architecture(統一架構)。為了應對標準化和跨平臺的趨勢,為了更好地推廣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標準-OPC UA。OPC UA接口協議包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA,只使用一個地址空間就能訪問之前所有的對象,而且不受WINDOWS平臺限制,因為它是從傳輸層以上來定義的,導致了靈活性和安全性比之前的OPC都提升了。
 
OPC UA實質上是一種抽象的框架,是一個多層架構,其中的每一層完全是從其相鄰層抽象而來。這些層定義了線路上的各種通信協議,以及能否安全地編碼/解碼包含有數據、數據類型定義等內容的訊息。利用這一核心服務和數據類型框架,人們可以在其基礎上(繼承)輕松添加更多功能。
 
OPC UA將成為一個轉換工具。其它協議/標準(如BACnet)可以非常輕松地轉換為OPC UA內的一個子集。

 
OPC UA多層方法實現了最初設計UA規范時的目標:
 
功能對等性:所有COM OPC Classic規范都映射到UA
 
平臺獨立性:從嵌入式微控制器到基于云的基礎設施
 
安全性:信息加密、身份驗證和審核
 
可擴展性:添加新功能而不影響現有應用程序的能力
 
綜合信息建模:用于定義復雜信息
 
OPC UA的優勢:
 
一、功能方面,OPC UA不僅支持傳統OPC的所有功能,更支持更多新的功能:
 
1. 網絡發現:自動查詢本PC機中與當前網絡中可用的OPC Server。
 
2. 地址空間優化:所有的數據都可以分級結構定義,使得OPC Client不僅能夠讀取并利用簡單數據,也能訪問復雜的結構體。
 
3. 互訪認證:所有的讀寫數據/消息行為,都必須有訪問許可。
 
4. 數據訂閱:針對OPCClient不同的配置與標準,提供數據/消息的監控,以及數值變化時的變化報告。
 
5. 方案(Methods)功能:OPC UA中定義了通過在OPCServer中定義方案(Methods),來讓OPC client執行特定的程序。
 
二、平臺支持方面,由于不再基于COM/DCOM技術,OPC UA標準提供了更多的可支持的硬件或軟件平臺。
 
三、安全性方面,最大的變化是OPC UA可以通過任何單一端口(經管理員開放后)進行通信,這使得OPC通信不再會由于防火墻受到大量的限制。
 
OPC UA在通過防火墻時通過提供一套控制方案來解決安全問題:
 
傳輸:定義了許多協議,提供了諸如超快OPC二進制傳輸或更通用的SOAP-HTTPS等選項
 
會話加密:信息以128位或256位加密級別安全地傳輸
 
信息簽名:信息接收時的簽名與發送時必須完全相同
 
測序數據包:通過排序消除了已發現的信息重放攻擊
 
認證:每個UA的客戶端和服務器都要通過OpenSSL證書標識,提供控制應用程序和系統彼此連接的功能
 
用戶控制:應用程序可以要求用戶進行身份驗證(登錄憑據,證書等),并且可以進一步限制或增強用戶訪問權限和地址空間“視圖”的能力
 
審計:記錄用戶和/或系統的活動,提供訪問審計跟蹤

 

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