聊一聊 OPC UA

昨天10点睡觉的，可能睡得太早了。早上4点不到就醒了！醒来看了王力宏的八卦，然后就打开电脑学习了。

最近工作的重点是怎么安全地使用OPC UA构建工业控制系统的通信和信息模型。就聊一聊OPC UA的前世今生吧。

在工业装备领域，厂商们主要是卖硬件，比如机械臂、控制器、I/O。通过硬件，附带提供硬件的配置、监控、维护软件，比如Engineering、Operation、SCADA 等。要让硬件安全、可靠、稳定地运行，需要比较高的专业技能，所以厂家又会提供工厂规划、自动化应用开发、运维等附加服务。

另外，工业装备硬件不像消费电子那样年年换新款，一次投产可能就会一直用10 年、20年。所以，装备厂商在硬件之外，还要想办法获取其他商业机会。可以想象，客户选择了一个品牌的硬件，必然连带的要购买相应的软件和服务。因此，厂商会在自己的硬件产品中，使用自己开发的工业协议。这样一来，客户买了A 厂商的硬件，就必须购买相应的软件，以及相关的服务。未来，客户工厂升级，为了节省成本，避免整体替换设备，也会继续购买A厂商的硬件进行工厂的升级改造。

但是甲方客户也不会傻傻的躺着任人宰割，所以会提出设备兼容性要求，比如采购时会要求A厂的控制器必须和B厂的I/O能互联。于是，厂商竞争的同时，也要进行合作。于是不同厂商会主导不同的工业协议，比如 PROFIBUS、PROFINET、 EtherCat、Modbus TCP 等。

后来，客户和厂商都发现，不论是在工厂里还是在设备开发中，同时维护多个工业协议费时又费力，还容易出错。于是，政府、客户和厂商一起，发起了工业 4.0倡议：应用一系列的新技术，建立高效的自行管理的生产过程，通过运用工业物联网 IoT 和开放的通信和信息模型标准，将传感器、控制器、人、机器、设备、物流系统以及产品统统实现直接通信和协同。

OPC Foundation 就扛起了这个重任，发布了OPC UA标准，旨在构建开放、安全、可靠、平台中立的设备互操作标准为己任。目前已经聚集了全球800多家企业，认证了几千个符合 OPC 标准的产品。

OPC UA 通过统一的通信协议和标准的信息模型，解决了设备、软件之间的互相访问问题。各个设备实现 OPC UA 数据模型、接口服务和统一的安全访问端点（EndPoint）。其他设备就能安全地：

• 建立安全通道（SecureChannel）和通信会话（Session）
• 查询设备信息
• 订阅设备数据更新
• 调用设备操作方法

有了 OPC UA，客户可以根据业务需求放心的选择不同厂商的设备，快速实现数据集成，而不用担心被一家厂商锁定。厂商也不需要维护多套通信协议，集中研发经费，用于产品创新，为客户提供更好的服务。不同规模的中小厂商，也能专注一个特定领域，参与工业4.0的建设。IT企业，也能通过 OPC UA 提供更好的工业数字化产品。