【工业物联网】OPC UA 十问十答

问:OPC UA是什么?有什么用?

答:OPC是开放通信平台(Open Platform Communications),UA是统一架构(Unified Architecture)的意思,OPC UA即OPC统一架构,它是新一代的OPC 标准,其基本的目标是希望能够脱离Windows平台的局限性,在不同的平台上实现OPC通信。

问:OPC UA可以运行在什么操作系统上?

答: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。也就是说OPC UA可以运行在各种的操作系统上,无论是PC端、手机端还是嵌入式设备,都可以部署OPC UA。此外,OPC UA也可以不需要操作系统直接裸跑。具体实现过程要考虑设备的实际内存空间,内存比较小的嵌入式设备可能没有足够的资源空间去实现完整的OPC UA,这是开发者需要注意的问题,不过好在OPC UA的组件伸缩性很强,内存小的嵌入式设备可以选择实现基础版本的OPC UA。

问:什么行业的公司会需要用到OPC UA?

答:现在有关工业物联网和工业4.0的概念非常热门,而OPC UA正在其中扮演着关键的角色。只要是有制造加工工厂的企业。那么使用OPC UA一定是一个必然趋势。

问:OPC UA和OPC有什么区别和联系?

答:OPC UA脱胎于OPC,OPC通信基于Windows的COM/DCOM技术,也就表示使用其他的操作系统和平台的设备不能使用OPC通信,为了解决这个问题,OPC UA诞生了,OPC UA不再依靠DCOM,而是基于面向服务的架构(SOA),做到了跨平台通信,同时还有更高的扩展性和安全性。

问:使用OPC UA有什么好处?

答:OPC UA带来的好处最基本的就是跨平台性,它打破了原有的Windows系统中DCOM的局限性,可以让各种操作系统、各种平台进行OPC通信,此外它打通了工业通信中的各个层级,从传感器到企业云,都可以通过OPC UA的通信方式将数据层层传递,另外在同一层级的不同设备部署OPC UA也能完成数据的横向传递,为整个工厂的智能车间提供了活力。此外,OPC UA通过单一端口进行通信以及其标准安全协议的特点,也为数据的安全性提供了有力保障。

问:工厂中有很多使用OPC的设备,应该如何升级成OPC UA?需要购买新设备吗?

答:原有的仅支持OPC通信的旧设备翻新替换成新的设备非常麻烦,有些工厂设备数量众多,全部替换需要的成本非常高昂,但是并不一定非要翻新替换,还可以选择使用OPC UA Tunneller这样的工具软件将OPC DA转换成OPC UA来达到同样的效果。相比起直接更换设备,能够节约成本。

问:如果想把OPC UA部署到自己的产品和解决方案里,需要怎么做?

答:现在有不少优秀的免费的UA客户端比如UA Expert还有Matrikon UA Explorer,可以满足一些简单的测试需求。但是一般不会有免费的UA Server,因为有不同的应用场景和需求,有的要部署到PC端,有的是直接到设备中,数据的信息模型定义也不一样,所以如果需要定制化的OPC UA组件,可以购买类似Matrikon OPC UA SDK这样的商业版OPC UA开发包,由开发工程师针对自己产品本身的需求定制化开发OPC UA Server或者Client。

问:以前不了解现在想要用OPC UA,需要学习什么相关知识?

答:如果是需要做OPC UA Server/client的开发,则需要熟悉OPC UA规范,学习源代码的相关设计。但是如果只是要用到OPC UA通信的功能,那么只需要了解自身对OPC UA的需求即可,目前的商业软件已经做到了对用户知识需求的最小化,只需要学习如何对软件进行配置即可。

问:OPC UA的实时性怎么样?

答:OPC通信里虽然有OPC实时数据访问的概念,但是它的实时性并不强,DA的延时是百毫秒级的,纯UA的Server可以做到100毫秒延迟以下,但是依然不适用于运动控制等对实时性高要求的应用场景,OPC UA的应用场景一般也不需要考虑很高的实时性。

问:OPC UA有PubSub吗?

答:在OPC UA规范最新的第14部分中,就是发布订阅(PubSub)的规范。PubSub是OPC标准演进的下一个阶段,可确保工业自动化程序无缝运行。它的实施可以保证在现今的车间中增加OPC UA的采用。它还在制造业中的IoT和IIoT应用程序和设备的集成中发挥重要作用。

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