鋇錸技術(shù)趣解系列第四集:趣解OPC UA
工業(yè)協(xié)議界很卷。
你以為協(xié)議們都像 Modbus 一樣沉默寡言,結(jié)果突然蹦出來(lái)一個(gè)OPC UA,不僅會(huì)“聊天”,還能“自我介紹”“加好友”“發(fā)資料包”,關(guān)鍵還自帶“加密功能”和“穿西裝的儀式感”。
今天,就讓我們扒一扒這個(gè)工控界的**“社牛天花板”——OPC UA”**!

什么是OPC UA
有人問(wèn):“OPC UA 是哪家 PLC 的?”“不是,它不是誰(shuí)的,是誰(shuí)都能用的!”
別搞錯(cuò),OPC UA 不是某品牌的私生子,而是工業(yè)通訊界的“聯(lián)合國(guó)代表”,大家都得給它幾分面子。
OPC UA 是誰(shuí)?他有幾個(gè)“前世”?
早年版本:OPC DA(數(shù)據(jù)訪問(wèn))
長(zhǎng)得像 Windows COM/DCOM 親兒子,局域網(wǎng)里活得還行,跨平臺(tái)?沒(méi)門!
現(xiàn)在版本:OPC UA(Unified Architecture)
獨(dú)立人格、 跨平臺(tái)、自帶安全、能打能裝不光能講“數(shù)據(jù)”,還能講“結(jié)構(gòu)”,講“關(guān)系”,講“上下級(jí)”——講得比你部門經(jīng)理還清楚!
OPC UA 會(huì)干啥?
它是那種“到了新公司,一看網(wǎng)線就能干活,還順手給你改了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”的狠人。
它能做這些:
把一堆看不懂的寄存器地址,翻譯成【溫度】【電壓】【設(shè)備狀態(tài)】的對(duì)象
把 PLC、變頻器、溫控器的數(shù)據(jù),全都“建?!背赡憷习宥寄芸炊母袷?/span>
把數(shù)據(jù)打包成“自帶簡(jiǎn)歷”的格式,誰(shuí)用誰(shuí)省事
提供“對(duì)話窗口”(服務(wù)端接口),誰(shuí)想看數(shù)據(jù)隨時(shí)來(lái)查
通俗點(diǎn)說(shuō):
OPC UA 是 Modbus 請(qǐng)來(lái)的 MBA、是 MQTT 的兄弟但更正經(jīng)、是工廠車間里那個(gè)會(huì)講三種語(yǔ)言、還能處理客戶投訴的全能打工人!
安全性?別擔(dān)心!
Modbus 傳數(shù)據(jù)像在菜市場(chǎng)大喊“白菜3塊一斤!”OPC UA 傳數(shù)據(jù)?像悄悄傳情書(shū),還要貼封條、做指紋驗(yàn)證、加密蓋章,全程 SSL 加密,TLS 握手,比你微信還嚴(yán)!
舉個(gè)栗子
以前你 PLC 讀了個(gè) 40001 寄存器,你還得查表才能知道那是“電池電壓”
用 OPC UA?你點(diǎn)開(kāi)設(shè)備,就能看到:電池電壓:54.2V(正常電池溫度:38.5℃(高溫預(yù)警)、剩余電量:82%
是不是一下子從“查戶口”變成“刷抖音”?!
為什么國(guó)內(nèi)的大廠 MES 系統(tǒng)都愛(ài)用 OPC UA?
這事兒說(shuō)白了,就像大型企業(yè)招聘,不光看你學(xué)歷,還要看你會(huì)不會(huì)講英文、會(huì)不會(huì)整理PPT、能不能加班熬夜不喊累。
而 OPC UA,恰好全都滿足!
1. “人狠話不多”:通用性強(qiáng)
大廠的 MES 系統(tǒng)要對(duì)接多少設(shè)備你知道嗎?PLC、西門子、三菱、臺(tái)達(dá)、儀表、溫控器、能源柜……五花八門!
這時(shí)候,Modbus 撐死做個(gè)串口翻譯,MQTT 只能傳點(diǎn)“字節(jié)快遞”。
但 OPC UA 能怎么干?“來(lái)吧,把你全家的設(shè)備名、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、告警規(guī)則一股腦給我,我不怕,我能理解?!?/span>MES 系統(tǒng)點(diǎn)個(gè)連接,全都串起來(lái)了,就像做了一桌年夜飯,全家通吃。
2. “安全感爆棚”:大廠就怕泄密
大廠最怕什么?不是設(shè)備壞,而是**“數(shù)據(jù)被抓包”、“生產(chǎn)邏輯被偷”、“老板數(shù)據(jù)在外網(wǎng)飄”**。
OPC UA 可不答應(yīng)!它自帶高規(guī)格 TLS 加密,用戶認(rèn)證、證書(shū)驗(yàn)證、加密通信一條龍,讓MES系統(tǒng)放心大膽調(diào)數(shù)據(jù),不怕被監(jiān)聽(tīng)。
說(shuō)白了,大廠選 OPC UA,就是選了“一個(gè)忠誠(chéng)靠譜的中央情報(bào)官”!
3. “有腦子還會(huì)表達(dá)”:信息建模愛(ài)死它了
大廠的MES系統(tǒng)不是只要溫度、電壓這些“數(shù)值”,它們要的是——含義!上下文!組織結(jié)構(gòu)!
OPC UA 會(huì)建模??!
它不僅能告訴你“這是溫度=56.8℃”,還能說(shuō)“這是注塑一號(hào)機(jī)加熱區(qū)2段的實(shí)時(shí)溫度,正常工作值為45~60℃”。
比你口頭匯報(bào)還清楚!
4. “上下通吃”:SCADA、MES、ERP都能通吃!
大廠內(nèi)部系統(tǒng)超級(jí)多:底層是 PLC 和傳感器,中層是 SCADA,上層是 MES,再上面還有 ERP。
OPC UA歷史介紹
OPC UA 就像個(gè)“中英雙語(yǔ)翻譯+外交官”,下接設(shè)備語(yǔ)言,上講 IT 語(yǔ)言,一舉拿下三層架構(gòu)!
OPC Classic(老版 OPC)——青銅時(shí)代(1996)
全名叫 OPC DA(Data Access),還有幾個(gè)小伙伴:
OPC HDA(歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn))
OPC A&E(報(bào)警與事件)
這些版本都建立在 Windows 的 COM/DCOM 技術(shù)之上,說(shuō)白了,就是局域網(wǎng)能玩,跨平臺(tái)、跨系統(tǒng)?呵呵,不存在。
只適合“你在我家喝茶”的小作坊環(huán)境,一走出門口,立刻“掉線+崩潰”。
OPC UA 1.0(2006)——文明覺(jué)醒
終于受不了了,OPC 基金會(huì)決定重構(gòu)整個(gè)體系!直接砍掉 DCOM,改用平臺(tái)無(wú)關(guān)、語(yǔ)言無(wú)關(guān)、通信協(xié)議無(wú)關(guān)的 UA 架構(gòu)!
這時(shí)候的 OPC UA:
支持信息建模
有客戶端/服務(wù)器架構(gòu)
通信協(xié)議支持 TCP + Binary 編碼
已經(jīng)是個(gè)可以跑在 Windows、Linux、甚至嵌入式設(shè)備上的“多面手”
這是從一個(gè)“局域網(wǎng)宅男”,變成了“跨國(guó)交流型人才”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)!
OPC UA 1.02(2010)——增強(qiáng)型骨架
提供了更多診斷信息和事件處理能力
強(qiáng)化了與**企業(yè)系統(tǒng)(ERP、MES)**的對(duì)接能力
增加了歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn) HDA的能力(搬運(yùn)工更聰明了)
這時(shí)候的 OPC UA,已經(jīng)開(kāi)始逐步在大型工廠立足了,被不少歐美大廠當(dāng)成“未來(lái)首選協(xié)議”。
OPC UA 1.04(2018)——?jiǎng)潟r(shí)代的“超級(jí)賽亞人”!
這版本可以說(shuō)是目前最重要的一個(gè)飛躍,直接開(kāi)啟了 OPC UA 的“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”。
新增了兩個(gè)殺手級(jí)功能:
1、 Pub/Sub(發(fā)布-訂閱模型)
終于告別傳統(tǒng)“客戶端主動(dòng)拉數(shù)據(jù)”的模式,改成:
“我發(fā)了啥,訂閱的人自動(dòng)接收”,不用你天天刷網(wǎng)頁(yè)看天氣,天氣有變它會(huì)主動(dòng)推給你!
這使得 OPC UA 適用于實(shí)時(shí)控制、邊緣計(jì)算、工業(yè)云平臺(tái)場(chǎng)景!
2、 支持 MQTT 和 AMQP 作為底層傳輸協(xié)議
這意味著 OPC UA 也可以走輕量化路線了,能上云、能邊緣、能推流。
一邊保留結(jié)構(gòu)化的“高貴血統(tǒng)”,一邊接入輕量化的“平民網(wǎng)絡(luò)”——這就叫“貴族也能下田種地”!
接下來(lái)?OPC UA FX(Field eXchange)來(lái)了!
目前正在推進(jìn)的下一階段,是OPC UA FX(用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制)。
目標(biāo)是:
實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)的確定性控制(毫秒級(jí)響應(yīng))
支持TSN(Time-Sensitive Networking)
和 PROFINET、EtherCAT 這種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議掰手腕
未來(lái)的 OPC UA,將從“企業(yè)神經(jīng)中樞”延伸到“設(shè)備神經(jīng)末梢”,真正完成從感知層到云平臺(tái)的全覆蓋!
OPC UA over TSN,工業(yè)通信的“神仙組合”!
如果說(shuō) OPC UA 是工業(yè)通信界的“外交大使”,那 TSN(Time-Sensitive Networking)就是“高速路警察+時(shí)間調(diào)度員”。
兩者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,打造的是:
信息高速路 + VIP車道 + 精準(zhǔn)限速 + 永不堵車!
OPC UA over TSN 是什么?
一句話說(shuō)完:
把 OPC UA 搬到具備“確定性+低延遲+同步時(shí)鐘”的以太網(wǎng)上跑,實(shí)現(xiàn)控制級(jí)通信和信息級(jí)通信的統(tǒng)一融合。
什么意思?就是以前你PLC和PLC之間還得走專用協(xié)議、現(xiàn)場(chǎng)總線,未來(lái)統(tǒng)統(tǒng)走 OPC UA over TSN,工業(yè)以太網(wǎng)直接通天到云!
它有多猛?
確定性通信:數(shù)據(jù)到了就是到了,毫秒級(jí)延遲說(shuō)話算話!
統(tǒng)一平臺(tái):SCADA、MES、ERP、PLC統(tǒng)統(tǒng)說(shuō)一樣的話
高安全性:繼承 OPC UA 的認(rèn)證+加密+建模
簡(jiǎn)化架構(gòu):未來(lái)一條網(wǎng)線走天下,不用網(wǎng)關(guān)換協(xié)議了!
OPC UA over TSN =把“會(huì)說(shuō)話的設(shè)備”
裝上高鐵票 + 安上車速雷達(dá) + 配個(gè)保鏢 + 會(huì)自己報(bào)站,不僅快,還穩(wěn),還安全,還會(huì)講解。
鋇錸技術(shù),給你全套 OPC UA“變身道具包”!
說(shuō)了這么多,你可能會(huì)問(wèn):
“OPC UA 聽(tīng)起來(lái)牛得不行,但我怎么落地?能別讓我自己啃規(guī)范嗎?”
別怕,鋇錸技術(shù)早就幫你準(zhǔn)備好了全套 OPC UA 接入方案,不管你是“老Modbus黨”,還是“PLC云化派”,總有一款適合你!
BL121ML OPC UA 網(wǎng)關(guān)
想讓老設(shè)備開(kāi)口說(shuō)話?別找誰(shuí)勸它,讓 BL121ML 來(lái)翻譯!
工業(yè)級(jí)輕量網(wǎng)關(guān),支持 Modbus RTU/TCP、PLC 協(xié)議、BACnet、DLT645、IEC104 ? OPC UA 轉(zhuǎn)換,一插即通,輕松上云,專為設(shè)備改造而生!
不管是生產(chǎn)線上的“老家伙”,還是樓控系統(tǒng)、電力設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)儀表,它都能:
看懂你設(shè)備的“方言”
翻譯成 OPC UA 的“普通話”
送上云平臺(tái)、MES、SCADA,隨叫隨到!
更絕的是:支持 鋇錸自研遠(yuǎn)程管理平臺(tái) BLRMS
遠(yuǎn)程配置?點(diǎn)一下,參數(shù)改好了! 固件升級(jí)?一點(diǎn)不慌,版本一鍵升!
BL116 高性能 OPC UA 網(wǎng)關(guān)
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),有一種設(shè)備叫“萬(wàn)金油”,還有一種叫BL116——萬(wàn)點(diǎn)王者!
支持 1 萬(wàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集,還原你整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)“宇宙星圖”。
支持的數(shù)據(jù)協(xié)議包括:
Modbus RTU / TCP
主流 PLC 協(xié)議(西門子、三菱、歐姆龍、臺(tái)達(dá)等)
BACnet(樓宇自動(dòng)化好搭子)
DLT645(電表老熟人)
IEC104(電力監(jiān)控系統(tǒng)重磅選手)
全部一鍵轉(zhuǎn)換為 OPC UA 格式,高效建模、結(jié)構(gòu)清晰,SCADA、MES、云平臺(tái)看到都直呼“我太懂你了”。
除了能采能轉(zhuǎn),它還能:
支持 TLS 加密傳輸:數(shù)據(jù)傳得遠(yuǎn),更傳得安心
支持 BLRMS 遠(yuǎn)程配置與升級(jí):不用跑現(xiàn)場(chǎng),鼠標(biāo)一點(diǎn)就搞定調(diào)試、OTA固件更新
支持復(fù)雜數(shù)據(jù)建模:不僅能傳數(shù)據(jù),還能“講結(jié)構(gòu)”,讓平臺(tái)更懂現(xiàn)場(chǎng)
BL118 Node-RED OPC UA 網(wǎng)關(guān)
你以為它只是個(gè)網(wǎng)關(guān)?不,它是個(gè)會(huì)畫流程圖的工程師 + 會(huì)思考的控制器 + 懂云平臺(tái)的聯(lián)絡(luò)官!
內(nèi)置 Node-RED 可視化邏輯編輯器:用“拖拉拽”的方式完成邏輯編程,哪怕不懂代碼,也能輕松實(shí)現(xiàn):
設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制
異常告警處理
數(shù)據(jù)清洗與上報(bào)
MQTT / OPC UA / HTTP 等協(xié)議的“自由流轉(zhuǎn)”
就像在玩“工業(yè)版微信小程序”,編邏輯就像配菜譜,搭好了就能跑。
內(nèi)嵌 OPC UA Server + Client:不僅能采數(shù)據(jù),還能主動(dòng)建模、推送、訂閱,讓設(shè)備與平臺(tái)之間溝通像開(kāi)視頻會(huì)一樣順暢。
同時(shí)具備邊緣計(jì)算能力:BL118工業(yè)網(wǎng)關(guān),成為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的“智慧大腦”。
BL191 模塊化 OPC UA IO 模塊
多種 IO 組合自由拼接,支持 DI/DO/AI/AO/485/CAN 等接口
自帶 OPC UA Server,IO 點(diǎn)原生可上傳 SCADA、MES、云平臺(tái)
內(nèi)置 BLRAT 邏輯元算核,支持本地邏輯控制,無(wú)需PLC也能聯(lián)動(dòng)運(yùn)行 支持 BLRMS 遠(yuǎn)程管理,配置、升級(jí)、診斷全部在線搞定
一句話總結(jié):“BL191 不只是 IO 模塊,它能上傳、會(huì)控制,還能遠(yuǎn)程管,全能型選手!”
不管你是想:
改造老設(shè)備 ? 選 BL121ML
跑大數(shù)據(jù)量 ? 上 BL118
本地邏輯處理 + 可視化配置 ? 試試 BL116
分布式IO模塊直接上線 ? 放馬 BL191
鋇錸技術(shù)通通給你配齊,讓每個(gè)設(shè)備都能講“OPC UA普通話”!
鋇錸技術(shù)作為 OPC UA 基金會(huì)會(huì)員單位,致力于推廣 OPC UA 標(biāo)準(zhǔn)化接入方案,并提供從網(wǎng)關(guān)到 IO 模塊的全棧產(chǎn)品組合,幫助客戶實(shí)現(xiàn)真正的工業(yè)互聯(lián)。
