工业4.0协议：OPC统一架构（OPC UA）概览

【OPC UA 的背景】

OPC统一架构（OPC UA）是新一代的OPC。第一批规范于2006年8月发布，第一阶段的完整规范于2009年2月发布。OPC基金会已经开发的UA由于下面的原因已经获得业界的承认：（1）微软的组件对象模型（COM）和分布式组件对象模型（DCOM）是早期OPC规范的基础，现在微软已经把他们作为过时技术，不再发展。（2）Web服务提供了一种新的通信机制，用于计算机（也为工厂设备之间的通信提供了更好的选项）之间数据传输。（3）早期的OPC规范不能提供复杂的数据类型，比如：报警与事件中的数据访问需要树形分层结构。（4）与早期OPC规范的兼容是新标准能够获得接受的关键。UA开始支持复杂数据类型，并且使用Web服务作为基本传输方式。一种.NET的视窗通信基础（WCF）应用程序接口（API）为开发者提供了方便，功能类似DCOM。OPC UA基于一些主要原则为用户提供了更多收益，服务的领域已经从嵌入式的现场设备，一直横跨到企业的信息管理系统。

【OPC UA 与其他组织的协作】

OPC基金会已经着手与其他标准化组织的合作，这也是被各个行业接受的关键。最初的UA规范会针对数据访问（DA）、报警与事件（AE）和历史数据访问（HDA）等核心领域。与此同时，OPC基金会也正在与一些协会联盟，诸如：运行与维护信息开放系统联盟（MIMOSA）、国际自动化协会（ISA）和机械自动化与控制组织（OMAC）在批处理、资产管理和其他领域里扩展UA标准。

【OPC UA 的发展简史】

2003年4季度：架构远景。2004年1季度：UA 委员会成立。2005年1季度：实施分委员会成立。2005年4月：第一个原型规范。2005年10月：报批规范的第一个版本。2005年10月：在美国伊利诺伊州的芝加哥市举行的ISA展览（ISA Expo）中，UA第一次举办了展示活动。2006年4月：全套草案规范发布。2006年5月：OPC基金会开通了专门的统一架构网站。2006年6月：“最终”报批规范稿发布。2006年8月：第一批OPC UA规范（第1~5部分）正式发布。2006年9月：OPC UA规范的第8部分（数据访问）发布。2006年10月：统一架构开发者大会（DevCon）在德国的慕尼黑举行。2006年10月：UA概要第二版（β）和Web服务定义语言（WSDL）文档发布。2007年1月：OPC UA规范第11部分（历史数据访问）发布。2007年1月：用于.NET的OPC UA软件开发包（SDK）测试第二版（β）发布。2007年2月：OPC UA规范第10部分（程序）发布。2007年6月：统一架构的开发者大会（DevCon）在美国亚利桑那州的斯科茨代尔举行。会议中参加研讨的公司超过了20家，使用PPT演示和视频文件，他们有的是OPC组织的成员，有的是非OPC组织的成员。2008年1月：宣布OPC UA成为IEC国际标准，标准号为：IEC 62541-X。2008年9月：自动化安全专家Digital Bond 公司提出了关于UA规范和软件开发包（SDK）中漏洞的问题。OPC基金会承诺在规范和软件发布前解决这个问题。2008年10月：统一架构开发者大会（DevCon）和专题研讨会（Workshop）在德国的慕尼黑举行。2008年12月：OPC基金会的分析设备集成（ADI）工作组宣布完成了对OPC UA分析设备规范草稿的审查。2009年2月：UA规范第一阶段的全部内容发布，这包括了第1~8部分，官方的版本是1.01。同时，UA SDK达到了发布状态，最终发布仅需要等待技术顾问委员会批准许可证和分销协议。2009年7月：OPC基金会发布第一个使用C/C++和 .NET的UA SDK完整版本。2010年3月：OPC UA规范第9部分（报警与条件）发布。

【OPC UA 的发展计划】

OPC基金会正在筹建工作组，对UA的下一个阶段进行讨论和部署。（1）时间表，OPC基金会的UA网站提供了今后的计划和规范交付的时间表。（2）规范，OPC基金会已经发布了前11个（共12个）正式或草稿版本的UA规范。这些规范可供基金会的成员下载。核心规范部分为“定义OPC结构，介绍了在其上面运行的地址空间和服务”：• 第1部分：概念 – 已发布；• 第2部分：安全 – 已发布；• 第3部分：地址空间 – 已发布；• 第4部分：服务 – 已发布；• 第5部分：信息模型 – 已发布；• 第6部分：映射 – 已发布；• 第7部分：行规 – 已发布；4种“访问类型”建立在核心框架之上，由第8~11部分定义：• 第8部分：数据访问 – 已发布；• 第9部分：报警与条件 – 已发布；• 第10部分：程序 – 已发布；• 第11部分：历史访问 – 已发布；最近增加的两个部分：• 第12部分：发现；• 第13部分：聚集。（3）下载，可以从OPC基金会的网站下载规范、查看UA SDK/工具包和相关资料。MatrikonOPC开发了一个UA 封套（Wrapper），使用最新的SDK建造，允许用户使用新的OPC UA规范连接基于“传统OPC”服务器的COM/DCOM。

【OPC UA 参考消息的了解渠道】

（1）OPC UA 在线研讨会（webinar）OPC基金会从2010年4月开始为开发者举办系列在线研讨会。（2）OPC 技术论坛（Technology Summit）。（3）OPC UA DevCon – 2007年6月统一架构的开发者大会（DevCon）在亚利桑那州的斯科茨代尔举行。（4）ISA 2005 讲演 – 2005年10月OPC基金会发布了统一架构的介绍 – 由基金会技术总监Jim Luth在ISA 2005所做的精彩讲演。讲座展示了可以使用基金会提供的“UA客户
机代理服务器”和/或者“UA服务器封套”组件可以包容老COM的OPC软件。UA客户机代理服务器允许已有的客户机连接UA服务器，同时UA服务器封套允许UA客户机与COM服务器一起工作。一起使用这个代理服务器和封套，可以替换原来的DCOM完成新UA的传输。（5）OPC UA DevCon – 2005年4月19日和20日在雷蒙德举行，OPC基金会和微软联合主持了OPC统一架构开发者大会。UA DevCon 2005年会议的参加者超过130
人，会议由OPC基金会的主席 Tom Burke做主旨讲演，其他的演讲由OPC基金会的成员给出。