OPCUA：新时代的工业通讯标准

在现代工业自动化中，数据交换和设备通信是关键要素。随着技术的发展，传统的OPC（OLE for Process Control）协议已经不能满足快速变化的需求。为了解决这些问题，诞生了OPCUA（OPC Unified Architecture），一个更安全、可靠、中性的新技术。

与传统的DCOM（分布式组件对象模型）不同，OPCUA不依赖于特定的操作系统或供应商。这意味着应用程序可以使用不同的编程语言开发，并且能够在各种操作系统上运行，无论是Windows还是Linux。在这篇文章中，我们将探讨为什么需要新的通讯协议，以及如何通过采用OPCUA来解决现有方案中的限制。

组件对象模型(COM)/分布式组件对象模型(DCOM)终止

传统上的 OPC 通信基于微软 COM 技术，但由于微软宣布停止对 COM 的研发，这为寻找替代方案提供了契机。新的通讯协议需要能够跨越防火墙，同时保持数据安全性。

COM 的局限

DCOM 在实现数据远程访问方面具有完整通信基础架构和必要的安全机制，但其配置复杂，对安装工程师、系统集成商和开发者管理项目提出了挑战。此外，由于 DCOM 需要多个端口，这增加了网络攻击风险。

过滤掉非视窗平台

非 Windows 平台，如 Unix 或 Linux 系统，不支持 DCOM，因此无法直接使用传统 OPC 集成概念。这限制了自动化行业对其他操作系统平台的扩展能力。

通过 Web 服务实现跨平台 OP C 通信

随着 OPCXML-DA 规范发布，可以实现独立于视窗平台之外的一种方式克服 DCOM 的局限。但 XML-DA 通信速度相比 DCOM 慢5到7倍，这对于自动化行业来说仍然不足以满足要求。

统一数据模型

目前存在三种类型的 OPC 服务器，每种都有自己的事务处理逻辑。如果用户需要获取温度值、事件以及历史平均值，他们必须发送三个请求并访问三个服务器。因此，一致性很重要，以简化过程并提高效率。

支持复杂数据结构

对于串行通信或现场总线联网设备，复杂数据规范变得至关重要。不过，大部分市场上的传统 OPC 产品都不支持这种规范，只能利用少数例外情况下的复杂数据规范功能。

确保无丢失通信

当物理连接出现问题时，可能会导致数据丢失或者改变。在一些关键应用中，如化工或石油化学业，这是不被允许的情况，因此需要特殊扩展方法来确保无缝记录数据流动。

增加非授权访问保护措施

随着网络犯罪活动增多，对信息安全要求更加严格。然而，没有预先设计好的防护措施，使得当前标准难以满足这些要求。

支持命令调用功能

执行命令如启动/停止驱动器或下载文件至设备等，在很多应用中非常重要，但这个功能目前仅在 OPCUA 中定义，而不是在传统 OP C 中可用。

10 提升性能与兼容性

最后，与旧有的Distributed Component Object Model (DCOM) 相比, 使用Unified Architecture(UA) 可以提供更高级别的一致性和可伸缩性的优势。此外，它也可以使得更多样的设备可以被集成进到整个企业中的IT环境之内，从而提升整体工作效率。

结论：

随着制造业不断向数字化转型，其对实时、高准确度、全方位监控及控制能力日益增长。而此类需求正好映射出基于Web服务架构(OPC UA)所带来的革命性变革。它不仅提升了生产效率，还极大地减少了维护成本，为未来智能制造铺平了一条道路。但我们还需继续完善该技术，以适应未来的挑战与需求，更好地服务我们的社会经济发展。