如何理解 OPC UA？
「Open Platform Communications Unified Architecture」（簡稱 OPC UA，開放平台通訊 - 統一架構）是一個獨立於平台的通訊標準，由 OPC 基金會於 2008 年推出。它在 IEC 62541 中被列為國際標準，在全球得到了自動化領域硬體和軟體供應商的支援。
OPC UA 不僅描述了一種通訊協定，也說明了傳輸對象的語義。由此使工業環境中所有系統的存取標準化，並使機器之間的資料交換獨立於製造商。
OPC UA FX：從現場到雲端的統一通訊
OPC UA FX (Field eXchange)
OPC UA FX 是在所謂的「現場級通訊倡議」中開發的 OPC UA 規範。這意味著，以前僅在較高的通訊層面使用的標準，現在可以在現場級別使用。因此，在現場級別的自動化元件之間能夠進行跨製造商的過程和組態資料交換。
為此，OPC UA FX 在現有協定的基礎上增加了用於工廠和過程自動化的各種應用設定檔，如 I/O、安全或運動。此外，還定義了標準化的設備模型，以便對網路中的設備進行統一組態和統一診斷。其中還描述了必要的一致性測試，以確保出色的相容性。總體而言，這意味著未來可以將現場設備全面接入雲端，從而實現 IT 與 OT 的一致連接。
OPC UA 主要特徵
通訊機制
長期以來，OPC UA 一直被視為一種用戶端-伺服器技術。但這種方案也有其局限性，尤其是在雲端應用場景中。因此，2018 年，OPC UA 新增了一種免連接通訊規範，即 OPC UA PubSub。用戶端-伺服器與 PubSub 使用同一命名空間中的資訊。這兩種方案可同時應用於網路和設備中。
進行用戶端-伺服器通訊時，用戶端請求資訊 (Request)，然後由伺服器給出回答 (Response)。
OPC UA 與用戶端-伺服器通訊
OPC UA 與用戶端-伺服器通訊廣泛應用於全球自動化領域。在這種成熟的通訊機制中，每個 OPC UA 用戶端透過點對點通訊獲得存取 OPC UA 伺服器資料的權限。OPC UA 伺服器透過處理用戶端的請求然後回傳應答，構成 OPC 通訊的基礎。因此，OPC 用戶端是建立通訊會話的 OPC 伺服器的邏輯配對物。一般而言，當網路中有許多設備時，用戶端/伺服器通訊可能會達到其極限。
進行 PubSub 通訊時，伺服器將其資料傳送至網路 (Publish)。然後所有用戶端都能接收這些資料 (Subscribe)。
OPC UA 與 PubSub 通訊
在採用 PubSub 模型的 OPC UA 中，無需連接和確認即可進行通訊。PubSub 表示發佈和訂閱，因為伺服器可以將其資料傳送至網路中（Publish，發佈），這樣每個用戶端都可以接收到這些資料（Subscribe，訂閱）。爲了能夠對資料進行加密和解密，通訊夥伴雙方必須擁有相同的安全證書。此時分為兩種情況：一個發佈者提供資料，由網路中任意數量的訂閱者接收；多個發佈者向一個訂閱者傳送資訊。因此，OPC UA PubSub 特別適合直接的 IoT 通訊或者現場級別的快速循環過程。
OPC UA PubSub 和 TSN 可實現控制層面和設備層面的即時通訊。
OPC UA 與時間敏感型網路
OPC UA PubSub 結合 Time Sensitive Networking（時間敏感型網路，TSN），可實現控制層面和設備層面的即時通訊。OPC UA PubSub 符合時間緊迫性應用的高同步性、確定性和收斂性要求。資料的時間同步和優先順序可避免 IT 和 OT 通訊在支援 TSN 的網路中相互影響。
OPC UA 包括安全使用該架構的基本機制。
OPC UA 與網路安全
作為聯網的核心元件，OPC UA 整合有大量網路安全機制。其中有一個特殊的安全層，定義了服務和設備的身分驗證，以及透過權杖、證書或使用者和密碼對資料進行加密、簽名和身分驗證。角色和所需的安全憑證可以集中管理，並以標準化的方式分發。
我們為 OPC 基金會所做的努力 適應未來的標準
為了建立統一的、獨立於製造商的通訊標準，菲尼克斯電氣與其他公司攜手，支援 OPC 基金會實現直至現場級別的 OPC UA 標準化。作為這一倡議的推動者之一，菲尼克斯電氣參與了 OPC 基金會的各種小組工作，為營運技術中的所有設備（從感測器到執行器，再到控制器）製訂未來的通訊標準。
其他新的通訊技術 全面覆盖，直至現場通訊
在許多委員會和標準化專案中，新的通訊標準正在不斷湧現，例如：OPC UA、TSN、SPE 和 5G。這些新技術並非相互獨立的個體，相互逐漸融合已成為未來通訊的發展趨勢。
作為在工業通訊技術領域擁有 30 多年經驗的技術先驅，菲尼克斯電氣活躍於所有重要的標準化技術委員會。這些委員會旨在為自動化領域開發一個全新的跨製造商通訊標準。
您可瀏覽網頁進一步瞭解這些新標準。
