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OPC协议介绍：现代工业自动化中的关键一环

OPC统一架构（OPC UA）是工业自动化领域中的一项革命性技术，它是OPC基金会（OPC Foundation）推出的一项新技术。这项技术的设计旨在确保工业数据的安全传输，确保从制造现场到生产计划或企业资源计划（ERP）系统的信息流畅无阻。借助OPC UA技术，所有需要的信息可以随时随地到达每个授权的应用和人员手中。

一提起OPC UA，我们首先要了解它的核心优势。它独立于制造商，使得应用可以顺畅通信，开发者可以用不同的编程语言进行开发，不同的操作系统都可以支持它。OPC UA的出现弥补了传统OPC的不足，增加了平立性、可伸缩性、高可用性等重要特性。尤其值得一提的是，OPC UA不再基于分布式组件对象模型（DCOM），而是采用了面向服务的架构（SOA），这使得它能连接更多的设备。

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，无论是微软、UNIX还是其他操作系统，它都能完美适应。那么接下来，让我们深入一下OPC UA是如何突破传统限制的。

1. COM/DCOM技术的终结与新时代的挑战

传统OPC应用之间的数据交换主要依赖于微软的组件对象模型（COM）技术。随着视窗计算机在自动化中的广泛应用，COM技术为OPC技术的普及创造了条件。随着技术的发展，传统OPC的基础技术已不再发展，面临着被淘汰的风险。我们需要寻求新的替换方案，而OPC UA就是这一需求的产物。

2. DCOM的局限与安全隐患

虽然DCOM提供了完整的通信基础架构和安全机制，但在实际应用中，它面临诸多挑战。正确地设置DCOM安全功能非常困难，需要专业知识。工程师和系统集成商常常选择宽松访问授权的方式，这可能导致安全隐患。DCOM通信需要跨越多个端口进行通信，这使得防火墙的配置变得复杂，增加了潜在的安全风险。而OPC UA中的隧道技术则能有效解决这些问题。

3. 非视窗平台上的OPC使用难题

在工业自动化领域，许多应用明确拒绝使用视窗操作系统。尤其在嵌入式设备领域，这些设备通常运行的是VxWorks、QNX、嵌入式Linux等操作系统，并不支持DCOM。在这些平台上使用传统的OPC概念注定要失败。而OPC UA的跨平台特性正好解决了这一问题。

4. Web服务实现跨平台的OPC通信

随着OPC XML-DA规范的发布，OPC基金会展示了一种独立于视窗平台、克服DCOM限制的方法。如今，许多OPC XML-DA产品已经展示了基于Web服务的OPC技术的魅力。虽然XML-DA的数据吞吐量和通信速度相比DCOM有所不足，但对于许多自动化应用而言，它已经足够优秀。

OPC UA作为新一代的工业自动化通信技术，以其独特的优势正在改变工业界的面貌。它不仅提供了更高效、安全的数据传输方式，还使得跨平台通信成为可能。随着技术的不断发展，我们有理由相信OPC UA将在未来的工业自动化领域中发挥更大的作用。Web服务驱动的OPC通信功能，跨操作系统优势下的性能进阶之旅

随着工业自动化技术的不断进步，OPC通信功能在整合各种系统资源中发挥着至关重要的作用。基于Web服务的OPC通信，因其成功跨越不同操作系统的能力而受到广泛欢迎，但仍需在数据传输性能上实现进一步提升。

一、统一数据模型的价值

传统的OPC技术涵盖了三种不同的服务器类型，分别为数据访问服务器、报警与事件服务器以及历史数据访问服务器。对于用户而言，若想获取一个温度传感器的当前值、一个温度超过限定值的事件以及一个温度的历史平均值，通常需要发送三个请求并访问三个服务器。这无疑增加了用户获取过程数据、事件和历史数据的复杂性和时间成本。统一这三大对象模型将极大简化操作过程，为OPC产品供应商、系统集成商以及用户带来显著利益。

二、复杂数据结构的支持能力

OPC技术在串行通信和现场总线联网设备的操作和监视方面具有广泛应用。为了配置设备，OPC客户机需要写入特定数据类型并通过OPC服务器传达至设备，这其中涉及数据结构的详细定义。虽然OPC基金会已经创建了描述复杂数据结构的标准方法，但市场上的大多数传统OPC产品仍无法全面支持这一标准，这限制了其在处理复杂数据结构方面的应用潜力。

三、通信的可靠性保障

在数据访问应用中，确保通信的可靠性至关重要。一旦OPC客户机与远程OPC服务器之间的物理通信连接出现问题，可能导致数据传输的中断甚至丢失。尽管有些数据丢失对于趋势记录、过程监视或显示等应用可能不太关键，但在某些领域如化工或石化工业中，数据的无缝记录是基本要求。为此，供应商需要采取特殊措施，如使用基于连接的监视系统、快速检测通信中断并自动重新连接，以及实现数据访问服务器的缓存、冗余、存储和转发功能。这些措施在传统OPC规范中并未明确定义，因此不同供应商的实施方式可能存在差异。

四、增强对非授权数据访问的保护

随着基于以太网的通信在自动化行业的增长，自动化和办公室网络之间的界限日益模糊。垂直集成带来的新需求推动了行业的进步，但同时也带来了新的安全风险。OPC技术的远程维护和远程控制概念的应用，使得对外围非授权的访问风险增加。面对网络犯罪的增长，信息技术安全的要求日益严格，传统的OPC供应商需要开发专有预防措施以满足这些安全要求。

五、命令调用的新支持

在诸多应用中，除了数值的读写外，执行命令同样重要，如启动或停止驱动器、将文件下载到设备等。OPC命令规范为执行这些命令提供了方法，但这些功能仅在OPC UA中得到应用，传统OPC尚不支持。

随着技术的进步和应用需求的增长，OPC通信功能在保持其跨操作系统优势的仍需不断提升数据传输性能并优化其他方面，以适应现代工业自动化领域的需求和挑战。