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面向自动化的未来，在IIoT物联网的发展和智能工厂的构建中，连接性扮演着核心角色。在大型网络结构中的各个节点相互连接并交换数据。在这样的智能网络中，设备不仅需要具备IIoT的能力，还需要满足一系列关键要求：标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性，以及互操作性。

倍加福致力于提供先进的通信解决方案，支持基于TCP的通信协议——MQTT、OPC UA、AMQP和RESTAPI，助力智能通信，确保数据能够安全、高效地传输至云端。在本期内容中，我们将带您深入了解OPCUA，探讨它如何在多样化的应用场景中发挥关键作用。

什么是OPC UA?

它如何工作？

OPC统一架构（OPC UA）以其独立于平台、面向服务的特性，迈向工业通信的未来。OPC UA的诞生，旨在克服传统ClassicOPC的局限，特别是减少对微软和COM/DCOM的依赖。自2008年发布并获IEC 62541认证以来，OPCUA不仅是一种通信协议，更是一种提供完整生态系统的架构。它的灵活性确保了新技术的无缝集成，为未来的技术革新铺平了道路。

2018年，OPCUA引入了发布/订阅功能，标志着从传统的请求/响应模式向更高效通信方式的转变。随着TSN（时效性网络）标准的兴起，该标准支持确定性的时间行为。OPCUA的另一大亮点是其无需设备描述文件。每个设备都内置了必要的信息，不依赖外部文件进行通信、识别或数据访问。

OPCUA不仅仅是一项技术，还为工业界带来的影响体现在数据建模、信息模型构建以及联盟合作上。这些技术工作组正致力于实现设备间的协调与通信，推动整个行业的互联互通。

OPCUA数据建模中，节点和引用构成了基础架构。每个数据单元都被称作节点，节点的类型多样，可以是对象、变量、方法、对象类型或数据类型，而引用则在更高的层级上被组织成分层和非分层的群体。这些节点和引用都位于特定的地址范围内，每个节点都可通过“节点ID”来访问。这个节点ID指向了包含数据信息的具体地址。

OPC UA 发布/订阅

OPCUA的发布/订阅机制的扩展，带来了全新的通信模式。这一机制采用特有的消息格式——网络消息，不同于传统的客户端/服务器模型，它支持MQTT、AMQP、OPCUA UDP和OPC UAEthernet等多种通信协议。这些协议分布在TCP/IP模型的三个不同层次：网络层、传输层和应用层。

典型的OPC UA 应用

如上图所示，我们直观地比较了“请求/响应”与“发布/订阅”这两种通信机制。OPC UA应用包括有一个OPCUA服务器和一个MQTT客户端，它们通过两条并行的TCP连接进行数据交换。一条连接负责将数据推送至MQTT代理，而另一条则用于接收来自OPCUA客户端的请求。无法避免应用与其并行通信。该应用的实现只需要两个 TCP连接。优点是数据只存储一次，缺点是需要在两个独立的通道上传输。

OPC UA 实时性如何？

随着OPCUA扩展到发布/订阅领域，它在实时通信方面展现出了潜在的竞争力。相较于专为追求低延迟和高吞吐量优化的MQTT和AMQP，OPCUA传统的请求/响应模式在速度上仍有一定的挑战。

OPC UA 安全性如何？

OPCUA的WS安全对话遵循了Web服务安全规范，特别为TCP二进制路径设计了一种名为UA安全对话的二进制格式。这一设计不仅增强了通信的安全性，还通过提供多种安全机制，如用户名和密码验证、X.509证书以及签发的令牌，加强了数据保护。OPCUA还具备消息审计功能，这一功能能够记录客户端所做的更改，包括数据更新的值和时间。

OPC UA 适用于

哪些应用场景？

OPCUA在多种应用场景中展现了其强大的适用性：它能够标准化和统一化共享数据，使得设备能够基于统一的信息模型轻松互换；它也支持事件、警报和历史数据的高效管理。OPCUA还擅长处理请求/响应与发布/订阅通信的混合模式。

OPC UA 已被广泛应用于全球数百万的机器和工厂之中，无论是物流、汽车还是化工行业，OPC UA已成为了推动工业自动化和智能制造发展的重要力量。

 关于倍加福

倍加福–未来自动化的驱动者和创新者

倍加福以德国曼海姆为公司总部，凭借其持续不断的对创新技术的研发，向全球工厂自动化和过程行业的客户提供丰富而多样的产品，致力于自动化行业的传统应用和面向未来的应用。倍加福不断推动前瞻性技术的开发，为客户迎接即将来临的工业4.0 的挑战铺平了道路。

自动化是我们的世界。

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