OPC UA技术通俗理解

1、OPC UA是什么？
是一种工业自动化标准，OPC全称OLE for Process Control（用于过程控制的OLE(对象连接与嵌入，可以理解为接口，linux下的pipe)）。

UA 全称是“Unified architecture”，即统一架构。

2、OPC 的目的是什么？
其目的是把PLC特定的协议（如Modbus，Profibus等）抽象成为标准化的接口，作为“中间人”的角色把其通用的“读写”要求转换成具体的设备协议，反之亦然，以便HMI/SCADA系统可以对接，通过使用OPC协议，终端用户就可以毫无障碍地使用最好的产品来进行系统操作。

最开始OPC UA可以简单理解为是新一代的OPC标准。

3、OPC UA应用场景
在工业控制领域，存在一个很大的现象，通信协议多种多样，比如西门子的S7-200的S7PPI协议、S7-300PLC协议，S7-400、S7-1200等等，不同厂家的PLC通信协议不同，同一厂家的不同型号的PLC通信协议也不相同，现场设备，比如电表、水表、热表、水泵、变频器、各种控制器，只要是涉及到通信的，协议都不尽相同，相比较而言，只有modbus 通信协议，相对统一，但是这个协议也是一个通信框架，具体到不同厂家，其设备的通信点表也是不同的。所以在工业控制领域，就衍生了一种SCADA软件，这种软件最重要的功能就是集成了各种厂家设备的通信协议驱动，实现与设备的通信。随着物联网时代的到来，这种多协议类型势必不方便设备接入物联网平台，所以亟需一种统一化的通信协议，OPC UA的目的就是提供一种统一的通信协议，方便系统集成，物联网设备接入。

应用拓扑关系：

4、案例演示
（1）首先在服务器（ubuntu）上启动一个OPC server 程序，这个server中，创建了10000个数据点，数据点名称为tag0/1/2/...../9999，对应的值为0/1/2/3..../9999，启动后的界面如下：

（2）运行 OPC UA client 软件 Softing OPC Client

（3）创建一个连接 OPC server的 session

注意，需要输入OPC server的IP地址和端口。

（4）连接成功后的session如下图：

（5）在 objects中，自动列出OPC server中所有的数据点

通过上面的示例，可以发现，当OPC client与server连接成功后，server中的数据点，类似链表的数据结构，把所有的可访问的数据都展现给client了，而且提供了每个数据点的详细参数，比如ID、name、value等。client通过id就能读取任一数据点的信息。这就极大的方便了client开发人员，相当于与工控系统解耦了。

5、OPC UA开发
OPC UA的开发还是有一定的难度的，目前有两种方式，分别是商业授权SDK和开源。

商业授权SDK可以降低开发难度，但是授权费用不低，从网上查找到最近的SDK招标信息：

价格基本在3万左右，授权程度不太确定，估计不会开放源码。

开源的OPC SDK目前非常少，基本上只有OPC官方基金会提供的案例代码和OPC62541，整个技术的开发，需要系统的了解OPC UA 统一框架和技术协议。

6、OPC UA认证及费用
OPC认证目前好像不是强制的，可以简单的理解为对自己开发的OPC产品进行送检，让OPC基金会背书，增加产品知名度，当然，对于产品有要求的，对成本不敏感的还是可以去认证的，毕竟认证相当于考试，通过认证的产品，必然是合格的产品。

认证费用，参考OPC基金官网：

OPC认证测试是一项为OPC基金会企业用户会员和UA Logo会员提供的高级服务：

企业用户会员：￥ 7000元/天
UA Logo会员：￥14000元/天
测试通常需要5天时间来测试客户端或服务器。支持多个接口的较大系统可能需要更多的时间。

7、小结
OPC UA的技术优势非常适合物联网通信，因为该技术实现了工控行业的协议统一，将IT人员与工控技术进行了解耦。但是开发难度很大，因为是一个比较大型的协议栈，相比Modbus通信协议，要复杂的多。而且OPC UA技术比较新，对于现场没有OPC Server的项目，如果想要统一使用OPC，还需要增加OPC 协议网关等软硬件设备。
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