未来已来：通过OPC UA轻松连接OT和IT世界|opc|控制器|服务器|未来已来|网关|通信

如今OPC技术已被广泛用于工业自动化领域，它为工业系统提供了一种标准接口，这种标准化的技术可跨不同品牌和厂商的设备和系统来进行数据交换和通信，而非依赖于特定的供应商或其专有技术。它成功的主要原因在于，通过这一技术，可避免耗费大量时间和精力开发专有通信接口。

OPC Classic标准基于Microsoft的COM/DCOM模型和Windows平台，然而基于COM/DCOM的技术有着不可根除的缺点，例如安全性不高、应用平台受限等，因此OPC Classic标准已无法适应自动化以及整个工业数据处理领域的新发展了。为解决这个问题，OPC基金会将该标准进一步发展为OPC UA（Unified Architecture）。通过该技术，成功解决了OPC Classic已知的问题或不足之处，同时满足了在现代设备架构中的使用要求。

一

OPC UA带来新的可能性

OPC UA在数据安全性、跨平台性、扩展性等方面都更优于OPC Classic，其主要特性包括基于服务的架构，并可通过互联网实现集中数据传输。这种传输是通过统一的信息模型来实现的，该模型支持程序调用以及处理复杂的数据结构，例如执行批量处理等多级任务所需的数据结构。新的通信协议基于TCP，只需启用以太网端口4840即可。通过这种方式，OPC UA可支持计算机之间（甚至跨越防火墙）的数据交换，还可在非Windows计算机上使用，如嵌入式系统。

OPC UA标准旨在确保可靠的通信，它提供了监控连接状态的功能，以便在连接中断时缓存数据，并在重新建立连接后立即转发数据。此外，可选的完全或部分冗余进一步提高了数据传输稳定性。OPC UA基于成熟的互联网安全机制定义了一个全面的安全概念——支持通过用户名和密码进行用户身份验证，或通过数字证书对应用程序进行身份验证，并可选择使用128位或256位加密进行数据交换。

（OPC UA的特点）

二

OPC UA：实现工厂物联网愿景的基础

通过这些扩展功能，OPC UA实现了更高水平的数据集成和互操作性，并使不同层级和不同系统之间的数据集成变得更加方便，这为需要精细数据记录和分析的行业（如制造业、能源行业等）提供了强大支持。

OPC UA技术既支持在Windows系统中使用，也支持在嵌入式系统中使用，如工业控制器、传感器等设备。得益于OPC UA的强大通信能力和数据传输功能，用户能够进行远程访问和数据处理，从而优化企业的生产、运营和服务流程，创造新的经济价值和商业机会。因此，OPC UA技术被认为是实现工厂物联网愿景的重要基础。

三

OPC UA产品的实际应用

市场上的OPC UA产品展示了这项技术在实现全面物联网方案中提供数据传输的应用，如Softing echocollect e。它是一个用于将控制器连接到数据库、管理系统和物联网解决方案的多协议网关，不仅可在OT与IT之间建立连接，以将OT的过程数据集成到IT应用中，还提供了一种用于进一步处理过程数据的解决方案，且在整个方案中无需专有PC。echocollect e网关支持访问50多种不同型号控制器的过程、制造和质量数据，且在其硬件内部还集成了OPC UA服务器，用户可通过OPC UA服务器将控制器数据传输到更高级别的管理系统中，如ERP、MES或SCADA等应用程序。

echocollect e的设计旨在简化数据标签配置。对于知名控制器系统，它提供了一些非常便于使用的特性和功能，让用户能够更加轻松进行操作和配置。例如，针对西门子S7项目，echocollect e支持导入变量；针对罗克韦尔ControlLogix控制器，echocollect e支持在线扫描控制器变量。此外，echocollect e的用户界面配置有一些默认设置，这些设置在实际应用中已被证明是有效且可靠的，因此用户无需对已经运行的控制程序进行任何修改，即可快速集成新设备，减少调试时间、降低复杂性。该网关还支持在不中断生产的情况下进行必要调整，从而可大大减少停机时间，保持生产线高效运行。

四

理想的连接方案

基于内部嵌入的OPC UA服务器，echocollect e可将不支持OPC UA服务器的旧改装置和带有控制器的设备集成到具有OPC UA客户端的管理系统中，由此可在没有Windows PC的情况下，实施异构架构和解决方案。在配置完成后，echocollect e可稳定运行多年，而无需更新或修改，因此其维护成本几乎为零。

例如，在全球不同地区的多个工厂中，需要通过一个统一的系统对产品生产过程进行管理和控制，对此，可通过使用echocollect e网关轻松解决。以下是一家汽车零部件供应商的应用实例。由于企业在全球范围内开展业务，因此需将各地使用的系统连接起来形成网络，以确保各地的机器和设备能够与企业的资源计划和制造控制系统完全同步。而实现这一点的关键在于，控制层、管理层和数据集成层之间的无缝垂直数据交换，以便转发和集中处理生产数据，并将数据库配方传输到控制器中。

在该应用实例中选择echocollect e（OPC）的主要原因包括：

• 轻松集成所使用的控制器；

• 支持标准化接口；

• 快速简便的配置和调试。

五

用于OPC通信的一体化数据集成解决方案