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什么是OPC UA？

OPC UA標準是在OPC基金會設計的現有OPC標準的基礎上發展而來的，以補充但不淘汰現有的OPC標準（例如DA，HDA和A＆E）。OPC UA旨在簡化企業級集成，同時確保與現有OPC DA，HDA和A＆E服務器和客戶端的兼容性和互操作性。關于OPC UA，有很多很棒的東西，但是，可以動手做很多事情。我們知道，因為Software Toolbox在OPC UA標準開發過程中一直很活躍，并且看到了其中的內容。

因此，在接下來的幾周和幾個月中，我們將在此處發布信息，以幫助您了解OPC UA以及我們的OPC UA產品計劃。

OPC UA工作如何涉及Software Toolbox？

像許多領先的OPC基金會成員公司一樣，Software Toolbox以多種方式為OPC UA的工作貢獻了開發人員資源，并且仍然是這一重要標準工作的一部分：

• 活躍于OPC UA早期采用者委員會
• 開發OPC UA測試用例以確保合規性
• 開發OPC UA文檔
• 積極參與OPC UA法規遵從委員會
• OPC路演系列的聯合開發人員和培訓人員，向美國各地的用戶介紹當前和將來的OPC技術。
• ISA2005參加了早期OPC UA概念的首次公開演示

適用于現有OPC用戶的OPC-UA

OPC基金會已經發布了新的OPC統一體系結構或OPC-UA規范，并且有很多信息可以吸收。Software Toolbox和許多其他廠商已宣布計劃在我們的主要OPC產品中支持OPC-UA。但是，這可能會帶來壓力，最重要的是，它可能會造成混淆！我今天需要緊急購買OPC-UA嗎？我已安裝的所有這些現有OPC服務器和客戶端如何處理，它們已過時了？我應該只購買OPC-UA產品嗎？準備好之前，我是否將被迫升級到啟用OPC-UA的解決方案？既然有了新標準，我的供應商是否會放棄對現有OPC產品的支持？Windows Vista如何將所有這些因素考慮在內？

本文不是要研究OPC-UA的所有技術細節，而是要回答我們確定讀者正在詢問的這些更基本的問題。我們將關注OPC數據訪問或DA標準，因為它是實踐中使用最廣泛的標準。任何使用OPC服務器從PLC，DCS或其他儀器收集數據并將其提供給HMI / SCADA或其他上游系統的人，最有可能使用OPC DA。

OPC DA將繼續存在

您現有的OPC DA服務器是否以您需要的方式將所需的數據傳遞到HMI / SCADA系統？那就不是過時了。如圖1所示，OPC UA在很大程度上試圖以他們能理解的方式解決與企業級MES和ERP系統以更復雜的數據結構格式共享信息的問題。OPC UA通過提供處理復雜數據結構并將其以安全，可靠，面向服務的架構（SOA）進行傳輸的方式來實現。但是，來自車間設備的數據仍然必須來自某個地方。現在，“某個地方”是OPC DA服務器，并且將繼續存在，因為OPC DA服務器的安裝量很大。

在1級和2級工廠自動化系統中，OPC DA一直并將繼續是這些層中硬件和軟件系統之間通信的最推薦方法。OPC UA拓寬了使用OPC DA收集和可以收集數據的范圍。這樣做是因為OPC UA位于OPC DA服務器之上，通過OPC DA接口收集數據，并在面向服務的體系結構中將其提供給上游業務系統。

會有一天，有直接與設備通信的OPC UA服務器嗎？是的，最終將發生這種情況，因為這是OPC UA的設計目標之一，它提供了一個完整的從上到下的實現方式，可用于從工廠車間檢索數據并將其提供給企業服務水平。但是，如果您可以輕松地將OPC-UA / DA接口或包裝器放置在現有OPC-DA解決方案之上，并以所需的方式將數據移至所需的上游，那么您是否會急于想出局？并更換您的OPC DA服務器？可能不是。這將需要升級您的HMI / SCADA客戶，這將花費時間和金錢。OPC基金會正在努力發布OPC UA-DA包裝器，以使現有的OPC DA服務器可以在供應商發布時與OPC UA客戶端進行通信，從而保護您的投資并允許您前進。同樣，OPC DA客戶端將能夠使用包裝與啟用OPC UA的服務器進行通信。

我們沒有看到我們的OPC Foundation成員公司突然放棄對其OPC DA產品的支持。他們可能會利用OPC基金會對新標準的宣傳，從而使您了解他們對OPC UA的計劃，并引起您的注意，以使您成為客戶。所有供應商都使用新技術公告來表明他們保持最新狀態。想要保持健康并保持忠誠度的OPC DA產品的健康供應商，不可能馬上淘汰他們的DA產品。他們將為未來提供清晰的移植路徑，并支持他們的OPC DA產品。

那COM / DCOM呢？

人們擔心Windows Vista將把COM和DCOM從它們下面拉出來，而他們現有的OPC DA投資將失敗。那根本不是真的。太多的Windows軟件仍然依賴COM / DCOM，并且將持續很多年。對于Microsoft而言，確保沒有人將制造商升級到Windows Vista的最可靠方法就是拔掉這些技術的插頭。盡管OPC-UA確實提供了安全且防火墻友好的二進制，基于Web服務的傳輸，但您可能仍不需要匆匆忙忙進入OPC-UA。如果您的系統運行可靠并且可以提供所需的結果，并且不需要將數據移動到上游COM級別（不能選擇COM / DCOM）的企業級系統，那么您可以很好地繼續使用現有系統。如果您在使用DCOM時遇到問題，請考慮所有選擇。遷移到OPC-UA可能是其中之一。市場上還有許多隧道產品，它們基本上可以代替您使用DCOM，以及有關設置DCOM的大量信息和教程，這些信息和教程可幫助許多用戶無需購買其他軟件即可開始工作。

新的Windows Vista怎么樣？

與Microsoft Windows的每個新發行版一樣，最終用戶，網絡管理員和開發人員都可以使用多種新技術。據許多專家稱，Windows Vista是微軟迄今為止所做的最大的操作系統更改。

那么Vista中存在哪些對我來說重要的新技術？好吧，本文檔中已經涉及的最重要的內容之一。Windows Vista包含一種稱為Windows Communication Foundation（WCF）的技術，您可以說這是一個新系統，旨在取代DCOM作為傳輸方式，從而允許在軟件/硬件之間交換數據，無論它們是否在同一計算機/設備上運行，或者位于LAN甚至Internet的不同位置。

什么是WCF？簡而言之，它是一種可擴展的體系結構，允許您（最終用戶和/或管理員）配置基礎協議以交換數據和進行遠程過程調用（RPC）。在街頭聊天中，WCF為Windows應用程序相互交流提供了新工具。此外，位于WCF之上的應用程序不知道底層協議正在用作其下方的傳輸。除此之外，Microsoft還提供了幾種協議，每種協議都考慮了不同的目標，例如速度（二進制），安全性（加密和完整性）和可擴展性（Soap / Xml作為原始文本）。開發人員還可以使用API創建自己的專有協議，該協議可以直接插入WCF。WCF的優點在于，您可以構建不知道承載數據的傳輸的Web服務。

那么，這與OPC UA如何配合？在設計和開發OPC UA時，出于前面提到的原因，與WCF合作是一個目標。但是，在做出OPC UA決定時，尚不知道Windows Vista的發布日期，而且尚未設置WCF規范，因此OPC基金會必須做出決定：等待，或創建可用作協議的專用協議。默認值，也可以在非Windows Vista計算機上使用）。OPC基金會選擇不再等待，而是提供2個關鍵協議：高度優化，注重性能的二進制傳輸；和XML傳輸。請記住，OPC UA最終將允許您使用WCF或第三者開發的自定義協議來選擇基礎協議，無論其是由OPC基金會提供的。

OPC UA是一種可擴展的體系結構，這意味著它的設計使其體系結構中的層可以包含可互換的元素，這些元素可以與它上面和下面的那些層無縫地協同工作。Windows Vista通過提供WCF來增加此功能，該WCF允許OPC UA無縫利用現有技術。

OPC UA的性能與OPC DA相比如何？

在回答有關性能的問題之前，至關重要的是要了解OPC UA如何交換數據與OPC DA之間的一些關鍵區別。

OPC UA在發送所有消息之前對其進行數字簽名。在接收端，可以驗證數據包以確保在傳輸過程中數據包未被篡改。此外，OPC UA可以加密正在發送的數據。OPC UA還可以編碼簡單類型，例如布爾值，整數和浮點數等，但也可以編碼復雜類型，例如包含深度嵌套的x級嵌套結構的結構。最后，OPC UA要求接收者確認每個傳出數據包，否則該數據包將被緩沖并稍后重新發送。

OPC DA不執行上述任何操作。當然，技術上的優勢是更多的功能可能需要額外的開銷當然，CPU建造商依賴于此，因此有理由購買其新芯片！但這如何轉化為REAL性能？OPC基金會以實驗室測試和運行受控測試的形式進行了一些測試，從而可以從中了解到問題所在，現有的OPC DA Server可以提供數據：

• OPC數據客戶端（用C ++編寫）
• OPC UA客戶端（用C＃.NET編寫）

進行所有測試時，OPC DA Server僅與一個客戶端通信，以保持測試盡可能純凈。測試包括改變測試中使用的項數，以及改變生成新數據值的頻率，這反過來導致服務器將數據“推送”給客戶端。

該測試很簡單：測量OPC服務器和客戶端之間的數據吞吐量。結果很有趣，但不是決定性的，因為在測試時，UA客戶端應用程序中有調試代碼，并且所用的API不是發行版。測試確實發現是的，傳統的OPC DA客戶端可以更快地使用數據，但是請記住，OPC DA客戶端沒有執行OPC UA客戶端正在執行的任何安全檢查。另一個有趣的發現是，對于大型，復雜的數據集，OPC-UA速度更快，這是有道理的，因為它在設計時就考慮了復雜的數據。OPC DA傾向于更多地面向標簽或項目，因此使用OPC DA可能很難移動復雜的結構。

關于性能的更重要一點是要有一些看法，并記住OPC UA是針對企業級應用程序的。還記得我們之前所說的OPC DA仍然非常適合HMI級別嗎？通常在HMI級別上可以找到經常需要的超高性能。隨著您在企業鏈上的發展，性能要求得到了緩解，但是安全性變得更加重要。如果以這些術語來看待，要求OPC UA快于OPC DA并沒有實際意義，因為OPC UA的典型用例是性能約束通常是幾秒鐘而不是HMI級別幾毫秒的情況！

摘要

總而言之，OPC UA將為您創造機會，利用現有的OPC-DA服務器已安裝的基礎以及它們提供的有價值的數據做更多的事情。您將不必拆掉現有的OPC服務器并更換它們，供應商也不應急于放棄支持。對于HMI / SCADA到設備的通信，OPC DA將仍然是首選的連接方法，OPC UA將為企業打開大門。

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