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opc ua 的定义

opc统一架构（opc unified architecture）是opc基金会（opcfoundation）创建的新技术，更加安全、可靠、中性（与供应商无关），为制造现场到生产计划或企业资源计划（erp）系统传输原始数据和预处理信息。使用opcua技术，所有需要的信息可随时随地到达每个授权应用和每个授权人员。

opc ua 独立于制造商，应用可以用他通信，开发者可以用不同编程语言对他开发，不同的操作系统上可以对他支持。opcua 弥补了已有 opc 的不足，增加了诸如平台独立、可伸缩性、高可用性和因特网服务等重要特性。

opc ua 不再基于分布式组件对象模型（dcom），而是以面向服务的架构（soa）为基础。opc ua因此可以连接更多的设备。

今天，opc ua 已经成为连接企业级计算机与嵌入式自动化组件的桥梁 - 独立于微软、 unix或其他操作系统。

1组件对象模型(com)/分布式组件对象模型(dcom)的终止

传统opc应用之间的数据交换是基于微软的组件对象模型(com)技术。因为视窗(windows)操作系统在世界范围内得到了广泛的应用，同时也促进了视窗计算机在自动化中的使用，所以com技术也为opc技术的广泛使用创造了条件。在2002年初，微软发布了新的.net框架并且宣布com技术的停止研发。虽然这不意味着将来的视窗操作系统不支持com，但作为停止的结果，传统opc的基础技术已经不再发展，或早或晚要被淘汰，所以要寻求新的替换方案。

2com 的局限

上世纪90年代，随着视窗计算机的普及，微软com/dcom技术引入的一组特性，得到了家庭计算机用户和工业自动化用户的高度欣赏。这些特性包括了拷贝与粘贴，拖拽与投放，链接与嵌入。dcom还提供了完整的通信基础架构，并带有必要的安全机制，诸如授权、鉴权和加密。

dcom安全机制能够实现计算机对数据和程序的远程访问。但dcom安全机制同时也对安装工程师、系统集成商和开发者管理项目提出了挑战，其中包括了跨越pc的opc通信。正确地设置dcom安全功能是非常困难的任务，需要很多专业的知识。作为结果，安装工程师和系统集成商会例行公事地选择快速流程，在所有连网的opc计算机采取宽松的访问授权，造成大多数保护不起作用且允许非授权远程访问。

这种做法与信息技术(it)安全的要求相违背。在长期运行时，可能会有粗心大意者或者蓄意破坏的人造成损害的危险。dcom安全设置常常需要一种特别才能，而配置opc通信功能则非常容易。

3opc 通信穿过防火墙

在自动化行业，很早就认识到opc通信需要跨越计算机边界的必要性，这是另一个dcom限制传统opc通信的地方。dcom需要多个端口，如鉴权、传输数据和一系列服务建立一个连接。

所以，在防火墙中不得不打开很多端口，才能让dcom通信穿过他。在防火墙上每打开一个端口都是一个安全隐患，为黑客攻击提供一种潜在可能。opcua中的隧道技术是一种被广泛接受的策略，解决了传统opc产品中dcom限制的问题。

4在非视窗平台使用opc

在工业应用中，几乎“无所不在”的微软平台，把dcom作为操作系统的一个组件是传统opc能被快速接受的一个重要因素。但是同时，opc的集成概念在使用其他操作系统时就不灵光了，因为他们不支持dcom。比如在it行业，常常使用unix或者linux系统就是这种情况。

自动化也是这样，有的应用领域明确拒绝使用视窗操作系统。嵌入式设备领域是另一个视窗很难(除了视窗ce或者嵌入xp)涉及的领域。这里，复杂的应用直接嵌入到现场设备、plc、操作屏和其他设备之中。他们运行vxworks、qnx、嵌入式linux、rtos或者其他嵌入式操作系统而没有dcom。在这些领域里使用opc的集成概念注定要失败，因为opc需要dcom作为技术基础，而这个基础在嵌入式系统中正好缺失。

5通过web服务实现跨平台的opc通信

随着在2003年opcxml-da规范的发布，opc基金会第一次展示了一种独立于视窗平台的方式和克服dcom限制的方法。今天，很多opcxml-da产品演示了基于web服务的opc技术。

但是xml-da 通信的数据吞吐量还是比不上dcom，通信速度要慢5到7倍。这个速度对于很多自动化的要求而言是太慢了。基于web服务的opc通信功能还是有用的，因为实现了跨越操作系统的能力，但还要进一步提高数据传输性能。

6统一数据模型

迄今为止，传统的opc技术已有3种不同的opc服务器 –数据访问服务器、报警与事件服务器和历史数据访问服务器。如果用户需要获取一个温度传感器的当前值，一个温度超过限定值的事件和一个温度的历史平均值，那么他必须发送3个请求，访问3个服务器。

用户访问过程数据、事件和历史数据用不同的方法要花费很多的时间。所以，统一这3种对象模型可以使这样的事情变得非常简单，不仅对opc产品的供应商有利，也对系统集成商和用户有利。

7支持复杂数据结构

opc的一个主要应用是对串行通信或者现场总线联网设备的操作和监视。为了配置设备，opc客户机需要写入数据类型，通过opc服务器到达设备，包括数据结构元件的意义。

opc基金会已经创建了描述复杂数据结构的方法，即复杂数据规范。然而，大多数今天市场上的传统opc产品除了很少的例外，不能使用复杂数据规范。

8保证通信不丢失数据

zui早定义的数据访问，可以让客户应用程序周期获得过程数据的当前状态。如果在opc客户机和远程opc服务器之间的物理通信连接发生了问题，数据通信会受到损坏。当通信损坏时，传输到opc客户机数据会发生改变，甚至丢失。

这种数据丢失在有些数据访问应用中不是关键的，诸如趋势记录、过程监视或者过程显示。但在有些场合的应用中是非常关键的。比如，opc技术已经成为这些区域的基础，诸如化工或者石化工业，这些地方要求必须无缝地记录数据。

为了达到这个目标，供应商需要实施特殊扩展的方法。他们使用基于连接的监视系统，确保对断开的通信快速检测，如果通信断开能够自动重新连接，在数据访问服务器中有数据缓存、冗余、存储和转发功能。这些扩展的方法很有用，但在传统的opc规范中没有定义，会因供应商不同而不同。

9对非授权数据访问而增加的保护

随着自动化行业基于以太网的通信不断增长，自动化和办公室网络已经纠缠在一起。同时，垂直集成的想法产生了新的需求，这种类型的集成也带来了新的安全风险。opc也增加了远程维护和远程控制概念的使用。

这里再一次提到，对外围非授权的访问，必须满足更严格的信息安全要求。随着网络犯罪、间谍和破坏活动的增长，信息技术安全越来越显得重要– 所以使用opc也有了安全的要求。传统的opc供应商没有开发专有的预防措施，所以不能满足这些安全要求。

0支持新的命令调用

在很多应用中，不仅读写数值非常重要，而且执行命令也非常重要，诸如启动或者停止一台驱动器或者把一个文件下载到设备中。opc命令规范定义了执行这些命令的方法，但这仅在opcua中有效，不能在传统的opc中使用。