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OPC
OPC DA (Data Access, exchange of real-time values,数据访问),定义了数据交换,包括值、时间和质量信息
OPC A&E (Alarms & Events, exchange of alarms and events,警报和事件),定义了报警和事件类型消息信息的交换,以及变量状态和状态管理。
OPC HDA (Historical Data Access, exchange of historical values,历史数据访问),定义了可应用于历史数据、时间数据的查询和分析的方法。
OPC XML DA (XML-based exchange of real-time values)
OPC UA
OPC UA多层方法实现了最初设计UA规范时的目标:
功能对等性:所有COM OPC Classic规范都映射到UA 平台独立性:从嵌入式微控制器到基于云的基础设施 安全性:信息加密、身份验证和审核 可扩展性:添加新功能而不影响现有应用程序的能力 综合信息建模:用于定义复杂信息
OPC UA基础概念
信息模型(Information model)
OPC UA 使用了对象(objects)作为过程系统表示数据和活动的基础。对象包含了变量,事件和方法,它们通过引用(reference)来互相连接。
OPC UA 信息模型是节点的网络(Network of Node,),或者称为结构化图(graph),由节点(node)和引用(References)组成,这种结构图称之为OPC UA 的地址空间。这种图形结构可以描述各种各样的结构化信息(对象)。
地址空间要点:
地址空间是用来给服务器提供标准方式,以向客户端表示对象。 地址空间的实现途径是使用对象模型,通过变量和方法的对象,以及表达关系的对象。 地址空间中模型的元素被称为节点,为节点分配节点类来代表对象模型的元素。 对象及其组件在地址空间中表示为节点的集合,节点由属性描述并由引用相连。 OPC UA建模的基本在于节点和节点间的引用。
1、对象模型
2、节点模型
节点模型要点:
节点根据用途分属于不同的节点类别(NodeClass),一些表示实例(/Root/Objects),一些表示类型(/Root/Types)。 节点类依据属性和引用来定义。OPC UA规范定义的节点类称为地址空间的元数据,地址空间中每个节点都是这些节点类的实例。 节点是节点类的实例,属性和引用是节点的基本组件。 属性(Attribute)用于描述节点,不同的节点类别有不同的属性(属性集)。节点类的定义中包括属性的定义,因此属性不包括在地址空间中。 引用(Reference)表示节点间的关系。引用被定义为引用类型节点的实例,存在于地址空间中。
节点模型通用属性
包含引用的节点为源节点,被引用的节点称目标节点。引用的目标节点可以与源节点在同一个地址空间,也可以在另一个OPC服务器的地址空间,甚至是目标节点可以不存在。
3、引用模型
类型定义节点
类型定义节点是服务器提供用于对象和变量的类型定义。
标准的节点类
节点类用于定义OPC UA地址空间中的节点 地址空间中模型的元素被称为节点,为节点分配节点类来代表对象模型的元素。 节点类源于通用的基本节点类。 首先定义基本节点类,然后定义用于组织地址空间的节点类,之后再定义用于代表对象的节点类。 代表对象的节点类分为三种:用于定义实例,定义实例的类型,以及定义数据类型。
标准的节点类有如下几种:
基本节点类:能够派生所有其他节点类。 对象节点类 对象类型节点类 变量节点类:定义数据变量 变量类型节点类:定义特性 方法节点类:定义方法,方法没有类型定义,可以绑定到对象上。 引用类型节点类:定义引用。 视图节点类:定义地址空间中节点子集。
在OPC UA中,最重要的节点类别是对象,变量和方法。
1. 节点类别为对象
节点类别为对象的节点用于(构成)地址空间结构。
对象不包含数据,使用变量为对象公开数值。 对象可用于分组管理对象、变量或方法(变量和方法总属于一个对象)。 对象也可以是一个事件通知器(设定EventNotifier属性),客户端可以订阅事件通知器来接收事件(事件在地址空间中是不可见的,被绑定到对象)。
2. 节点类别为变量
节点类别为变量的节点代表一个值。
值的数据类型取决于变量,类型的种类在BaseDataType中。 客户端可以对值进行读取,写入和订阅其变化。 变量节点最重要的属性是Value,它由DataType,ValueRank和ArrayDimensions属性定义,通过这三个属性,可以定义各种类型数据。
3. 节点类别为方法
节点类别为方法的节点,代表服务器中一个由客户端调用并返回结果的方法。
方法指定客户端使用的输入参数,并返回给客户端输出参数。 输入参数和输出参数作为方法的特性存在,是数据方法的变量。 客户端使用调用服务(Call)调用方法
OPC UA的优势:
功能方面,OPC UA不仅支持传统OPC的所有功能,更支持更多新的功能:
1. 网络发现:自动查询本PC机中与当前网络中可用的OPC Server。
2. 地址空间优化:所有的数据都可以分级结构定义,使得OPC Client不仅能够读取并利用简单数据,也能访问复杂的结构体。
3. 互访认证:所有的读写数据/消息行为,都必须有访问许可。
4. 数据订阅:针对OPCClient不同的配置与标准,提供数据/消息的监控,以及数值变化时的变化报告。
5. 方案(Methods)功能:OPC UA中定义了通过在OPCServer中定义方案(Methods),来让OPC client执行特定的程序。
平台支持方面,由于不再基于COM/DCOM技术,OPC UA标准提供了更多的可支持的硬件或软件平台。
安全性方面,最大的变化是OPC UA可以通过任何单一端口(经管理员开放后)进行通信,这使得OPC通信不再会由于防火墙受到大量的限制。
OPC UA在通过防火墙时通过提供一套控制方案来解决安全问题:
传输:定义了许多协议,提供了诸如超快OPC二进制传输或更通用的SOAP-HTTPS等选项 会话加密:信息以128位或256位加密级别安全地传输 信息签名:信息接收时的签名与发送时必须完全相同 测序数据包:通过排序消除了已发现的信息重放攻击 认证:每个UA的客户端和服务器都要通过OpenSSL证书标识,提供控制应用程序和系统彼此连接的功能 用户控制:应用程序可以要求用户进行身份验证(登录凭据,证书等),并且可以进一步限制或增强用户访问权限和地址空间“视图”的能力 审计:记录用户和/或系统的活动,提供访问审计跟踪
核心的区别是因为OPC和OPC UA协议使用的TCP层不一样,OPC是基于DOM/COM上,应用层最顶层;OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层。
原文:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1714875704920020140&wfr=spider&for=pc
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