OPC协议解析-OPC UA OPC统一架构

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1    什么是OPC UA

为了应对标准化和跨平台的趋势,为了更好的推广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Scoket以上来定义的,这点后面会提到,导致了灵活性和安全性比之前的OPC都提升了。

2    OPC UA的优势

1)一个通用接口集成了之前所有OPC的特性和信息,A&E, DA,OPC XML DA or HDA

2)更加开放,平台无关性,WINDOWS,Linux都能兼容

3)扩展了对象类型,支持更复杂的数据类型比如变量,方法和事件

4)在协议和应用层集成了安全功能,更加安全

5)易于配置和使用

核心的区别是因为OPC和OPC UA协议使用的TCP层不一样,如下:

OPC是基于DOM/COM上,应用层最顶层;OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层.

   

其他一些区别:

OPC虽然通过配置COM/DOM来提供数据加密和签名功能,配置防火墙,用户权限来让数据访问变得更加安全,但是会增加额外的工作量,尤其是对非IT的工程师来说;对于OPC UA,数据加密和签名,防火墙等都是默认的功能。比如基于DOM的OPC使用的动态端口分配,端口不固定,让防火墙难以确定,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也可以生成不同级别的事件日志,但日志内容不够详细,只会提供“谁连接上服务器”这种,而对于OPC UA来说都是默认的功能,生成的日志内容更全面。

3    OPC UA

OPC统一架构(OPC Unified Architecture)是OPC基金会(OPC Foundation)创建的新技术,更加安全、可靠、中性(与供应商无关),为制造现场到生产计划或企业资源计划(ERP)系统传输原始数据和预处理信息。使用OPC UA技术,所有需要的信息可随时随地到达每个授权应用和每个授权人员。

 

OPC UA 独立于制造商,应用可以用他通信,开发者可以用不同编程语言对他开发,不同的操作系统上可以对他支持。OPC UA 弥补了已有 OPC 的不足,增加了诸如平台独立、可伸缩性、高可用性和因特网服务等重要特性。

OPC UA 不再基于分布式组件对象模型(DCOM),而是以面向服务的架构(SOA)为基础。OPC UA 因此可以连接更多的设备。

今天,OPC UA 已经成为连接企业级计算机与嵌入式自动化组件的桥梁 – 独立于微软、 UNIX 或其他操作系统。

4     OPC 统一架构 – 标准化通信

通过因特网和通过防火墙的标准化通信 – OPC UA 使用一种优化的基于TCP的二进制协议完成数据交换;另外支持Web服务和HTTP。现在允许在防火墙中打开一个端口,集成的安保机制确保了通过因特网也能安全通信。

防止非授权的数据访问 – OPC UA 技术使用一种成熟安保理念,防止非授权访问和过程数据损坏,以及由于不小心地操作带来的错误。OPC UA安保理念基于World Wide Web 标准,通过用户鉴权签名加密传输等项目来实现。

数据安全性和可靠性 – OPC UA使用可靠的通信机制、可配置的超时、自动错误检查和自动恢复等机制,定义一种可靠坚固的架构。对OPC UA客户机与服务器之间的物理连接可以进行监视,随时发现通信中的问题。OPC UA具有冗余特性,可以在服务器和客户机应用中实施,防止数据的丢失,实现高可用性系统。

在简化接口方面进行了很多改进 -新 OPC UA 在所有平台上的通信更快速、更安全和更灵活。

平台独立和可伸缩性 –  由于使用了基于面向服务的技术,OPC UA 具有平台独立的属性,可以实施全新的、节省成本的自动化理念。嵌入式现场设备、过程控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、网关或者操作员面板(HMI)可以依靠OPC UA服务器,直接连到操作系统,诸如嵌入的Windows、Linux、VxWorks、QNX、RTOS 或者其他系统。使用一台独立的Windows PC 用做 OPC 服务器,提供对非Windows设备数据访问的模式今天已经淘汰。当然,OPC UA 组件也可以在Unix操作系统的信息技术(IT)系统中使用,诸如:Solaris、HPUX、AIX、Linux等,可以是企业资源计划(ERP)系统,可以是生产计划(MES)和监控软件(SCADA),还可以是电子商务应用。OPC UA 的组件功能是可以是伸缩的:小到一个嵌入式设备的瘦应用,大到公司级别大型计算机的数据管理系统。

简单一致 – OPC UA 定义了一种集成的地址空间和信息模型,可以显示过程数据、报警、历史数据以及完成程序调用。信息项被定义成不同类型的对象,彼此之间可以建立关系。 在此基础上,OPC UA 支持使用复杂数据结构。这使 OPC UA可以完整地描述复杂过程和系统。

对传统的三种不同类型OPC服务器的访问 – 数据访问(DA)、报警和事件(AE)、历史数据访问(HDA) -比如,要获得一个温度传感器的当前值、一个高温度事件和温度的历史平均值,要依次使用不同的命令执行。而使用OPC UA,仅用一个组件就非常容易地完成了。配置和工程的时间也因此可以大大缩短。

性能强劲 – 通过自身的不断发展,依靠基于TCP UA 二进制协议,使用高效的数据编码,OPC UA 提供了非常高效的数据传输,满足了更高性能的要求。

更多的应用选项 – OPC UA 技术的广泛适用性使全新的垂直集成理念能够完全实施。对OPC UA 组件进行串级,从车间现场设备到制造执行系统(MES)或企业资源计划(ERP)系统,信息能够安全和可靠地传输。在现场设备级的嵌入式UA 服务器,在自动化级的UA 组件,在企业级ERP系统中集成的UA 客户机,可以进行串级连接。各自的UA 组件可以在地理上是分布的,而且容易使用防火墙让彼此分开。

 

为把这种信息模型作为一种推广的技术,OPC UA 与其他标准化组织合作,希望把UA 服务提供给各行各业使用。今天,OPC 基金会已经与不同的标准化组织进行了合作,诸如:PLC开放组织(PLCopen)、国际自动化协会(ISA)和电子设备描述语言(EDDL)合作团队(ECT)建立合作标准。

5  OPC UA – 平台独立,结构伸缩,保护投资

OPC UA 将在一个比较长的时期里替换传统的OPC。在这个过渡期中,基于DCOM的OPC产品会与UA 产品共存。OPC基金会的迁移战略可以让传统的OPC 和OPC UA产品很好结合。用这种方式,已经安装使用的几百万套、上千种传统的OPC产品可以与新的OPC UA产品共同使用。这为用户提供了优势,因为他们能够从不同的制造商-传统的OPC 和 OPC UA 厂家,选用任何需要的产品。

 

 开放

  - 超过 450 个成员;

  - 平台中性;

  - 应用普遍;

  - 所有连接。

 特色

  - 工业标准;

  - 独立于制造商;

  - 互操作能力;

  - 可靠性。

 协同

  - 设备集成;

  - IEC 61131-3 / PLCopen;

  - 分析设备集成;

  - 企业 – 控制系统集成(ISA-95),批处理(ISA-88);

  - 智能电网;

  - 现场设备集成;

  - EDDL 与现场设备技术(FDT)。

 安全

  - X509 认证

  - OpenSSL 加密

  - 用户名 / 密码

  - 每种属性的访问权限

 合作伙伴

  - PLCopen

  - ISA

  - MIMOSA

  - FDT

  - ECT


注:www2014.aspxhtml.com转载自cnblogs,若看不到图片,请移步来源网址查看。
via:https://www.cnblogs.com/meandme/p/10069227.html

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