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探索工业通信的未来：从OPC到OPC DA，再到OPC UA的演变历程

科技   2024-11-15 17:02   江苏  



随着工业 4.0 和工业物联网技术的发展， 通快集团（TRUMPF）也致力于数字化产品的研发与推广，现有的数字化产品包括 OPC UA 接口以及基于 OPC UA 通信协议开发的质量数据存储软件（Quality Data Storage），智能看板（Smart View）及激光器及机床状态监测服务（Condition Monitoring）。OPC UA 协议在其中扮演了一个核心角色。那么为何 OPC UA 的地位如此重要？


OPC→OPC DA→OPC UA

工业自动化的挑战与统一

在传统的工业自动化领域中，硬件驱动器和与其连接的应用程序之间，并没有统一的标准接口。不同的厂商生产的设备使用不同的通信协议，导致设备之前难以通信。这给工业自动化带来了，诸如数据集成困难、系统复杂等问题。此外，在控制系统软件开发的成本中，设备的应用程序设计费用通常占七成，而开发设备间连接接口占三成。为了解决这些问题，自动化供应商成立了一个工作组，负责开发数据访问标准。

OPC→OPC DA→OPC UA

OPC发展历程

OPC 发展历程

02


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1990 年开始，微软操作系统统治了整个工业自动化领域


微软具有的技术：OLE  (Object Linking and Embedding，对象连接与嵌入)，COM (Component Object Model，组件对象模型技术)，DCOM (Distributed Component Object Model，分布式组件对象技术)。这些技术定义和实现了允许应用程序作为软件“对象”而进行“连接”的机制，实现了“客户端程序对象“对“服务器程序对象”的访问。


基于微软 OLE，COM 和 DCOM 的数据访问标准，自动化供应商工作组开发了OPC (OLE for Process Control，用于过程控制的OLE)。



02

该工作组成立后发布了 OPC DA (OPC Data Access，基于 OPC 标准的数据访问)


其它的软硬件供应商也开始使用 OPC 作为其互操作性的机制。但随着时间的推移，人们越来越清晰地意识到行业内，需要一个可提供合规性和互操作性的标准检验及认证的正式组织。OPC 标准首次发布于 1996 年，目的是将 PLC（可编程逻辑控制器）特定协议（如 Modbus、Profibus 等）抽象为一个标准化接口，使 HMI（人机界面）/SCADA（数据采集与监控系统）系统能够与“中间人”对接，实现通用 OPC 读写请求与设备特定请求的相互转换。因此，一个小型产业应运而生，使最终用户能够通过 OPC 无缝集成来自多个供应商的优质产品。



03

2000年以后，linux 系统，wince 系统等逐渐应用在自动化设备中。


由于这些设备使用微软 Windows 以外的系统而不能使用 COM，DCOM 技术，甚至开发者也不愿意在这些设备上使用这些技术和应用，因此现有的 OPC 标准局限于微软 Windows 系统的使用。于是 OPC 基金会创建的 OPC UA (开放平台通信统一架构) 规范发布，解决了跨平台通信这一难题。


OPC基金会




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2010年后，通快集团（TRUMPF）加入 OPC 基金会，致力于研发 OPC UA 接口及基于 OPC UA 协议的数字化产品。



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