芯耀
96
OPC UA 是為了在工業(yè)自動化等行業(yè)安全可靠地進行數(shù)據(jù)交換而制定的開放式國際標準規(guī)格，上期為大家?guī)怼綩PC UA 特刊】第一期，介紹了歐姆龍自 OPC 起步以來，不斷為其普及作出貢獻。本期介紹 OPC UA 3 大特點，助力實現(xiàn)工業(yè) IoT 和互連的工廠。
特點 1：連接
距今約 30 年前的 1990 年左右，用于工業(yè)的開放網(wǎng)絡和工業(yè)用以太網(wǎng)出現(xiàn)，“互連性”獲得了大幅提升。
接下來，OPC 又將目標瞄準了“傳達”，目的是提高后續(xù)的狀態(tài)，也就是“互動性（互操作性）”。OPC UA（OPC Unified Architecture）發(fā)布于 2006 年，近幾年來普及勢頭迅猛。成為了能夠提供“傳達”價值的工業(yè)互用性標準。
除了跨越制造商和設備的障礙連接并交換數(shù)據(jù)外，通過使機器和應用相互傳達具有含義的信息，可以構建效率更高的裝置和生產(chǎn)系統(tǒng)，還能讓進行改善的工程師，以及希望提高生產(chǎn)效率和經(jīng)營效率的管理層，都能利用裝置和制造現(xiàn)場的“有價值的信息”。
特點 2：傳達
即使實現(xiàn)了“連接”，能夠交換數(shù)據(jù)，不明白其含義也無法加以利用。
在過去，交換數(shù)據(jù)的人員需要對其含義有默認的共識。
為了實現(xiàn)多家供應商之間的信息聯(lián)動，OPC UA 提供統(tǒng)一的建模功能“信息模型”，用來表示信息和功能。信息模型將要交換的信息分門別類并賦予其含義，像模板一樣，作為整體、模塊來表示。
例如，符合 PLC 國際標準 IEC61131-3（PLCopen）的控制器可以用結構體變量來表示。
結構體的名稱是要作為模板的模塊的名稱，模塊處理的數(shù)據(jù)通過結構體的成員名稱、數(shù)據(jù)類型來表示。下圖是處理光電傳感器數(shù)據(jù)的示例。
然后，實際數(shù)據(jù)會指定結構體變量名稱和成員名稱，進行數(shù)據(jù)交換。這樣可以輕松地傳達信息的結構和含義，利用信息也變得簡單多了。還有助于信息和接口的標準化。
特點 3：安全
OPC UA 之所以成為 Industrie4.0 推薦的標準通信協(xié)議，能夠安全進行連接、數(shù)據(jù)傳輸也是理由之一。
為了實現(xiàn) IoT 化，需要在生產(chǎn)現(xiàn)場的 FA 系統(tǒng)與上位 IT 系統(tǒng)進行連接、通過遠程訪問進行維護、利用互聯(lián)網(wǎng)等方面確保安全。OPC UA 采用互聯(lián)網(wǎng)標準使用的安全技術，滿足了完整性、機密性、可用性等三大安全需求。實現(xiàn)了使用數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)確認和嚴密的消息加密，使 FA 與 IT 安全互連。
歐姆龍也努力推動著連接 FA 與 IT 的工業(yè) IoT（IIoT）標準的普及。歐姆龍為 NX102-□□□□/NJ501-1□00 標準配備了 OPC UA 服務器功能。
傳統(tǒng)的 PLC 需要使用網(wǎng)關 PC 連接上位系統(tǒng)，必須注冊變量并分配存儲器。而歐姆龍支持 OPC UA 的 CPU 單元無需 PC，只需選擇變量簡單進行設定，即可直接連接上位 IT 系統(tǒng)。
?
照片為示意圖，并非實際應用。此處介紹的系統(tǒng)構成為參考示例。Sysmac 為歐姆龍株式會社在日本和其它國家用于歐姆龍工廠自動化產(chǎn)品的商標或注冊商標。EtherCAT 是德國 Beckhoff Automation GmbH 的注冊商標和專利技術，由該公司授權使用。Safety over EtherCAT 是德國 Beckhoff Automation GmbH 的注冊商標和專利技術，由該公司授權使用。EtherNet/IP、CIP Safety CompoNet 及 DeviceNet 是 ODVA 的商標。OPC、OPC UA 是 OPC Foundation 的商標。所引用的其他公司名稱和產(chǎn)品名稱等均為各公司的注冊商標或商標。
