1 OPC
OPC（OLE for Process Control）用于过程控制的OLE，是一个工业标准，基于微软的OLE(现在的Active X)、COM和DCOM技术。
OLE（Object Linking and Embedding）对象连接与嵌入。是一种面向对象的技术，在客户应用程序间传输和共享信息的一组综合标准。
COM（Component Object Model）组件对象模型。是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准。
DCOM（Distributed COM）分布式组件对象模型。
OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。早期，不同厂商的产品，其监控系统通常使用各自专用的通讯协议，互相不兼容。OPC协议的目的是在不同的工控系统、遥测、监控系统之间建立起统一兼容的接口，规范工业企业的控制流程。
OPC技术最主要的优点是解决了不同厂商开发造成的异构问题。使得工业控制解决方案可以具有更简单的系统结构，更长的寿命，更低的成本。同时现场设备与系统的连接也更加简单方便，灵活高效。
传统的OPC规范定义了几种不同的，用于访问过程的数据（OPC DA）、报警信息（OPC A&E）以及历史数据（OPC HAD）的版本规范。这种协议有以下几种缺陷：
首先，客户端访问不同的数据，需要发起几次请求，造成了大量的浪费。其次，该协议依赖微软的COM/DCOM技术，限制了在不同平台的应用。最后，这种技术的安全机制不足，实现过程复杂。
2 OPC UA（IEC62541）
早期的OPC基于微软的DCOM技术，衍生出一些明显的局限性，例如操作系统依赖性，多端口鉴权导致的实现复杂性和安全问题等。尤其2002年微软提出了.NET并停止了COM/DCOM的研发，使得OPC的前景更加黯淡。为了摆脱这些DCOM的局限性，OPC基金会重新设计发布了一套升级版本的OPC协议，称之为OPC UA。原来的基于DCOM的OPC也被称为OPC DA。
OPC UA（OPC Unified Architecture），即OPC统一架构，是由OPC基金会于2006年发布的一套标准。用于重要工业网络和关键基础设施网络中不同系统之间的数据安全传输。OPC UA作为OPC的改进版本，在现代工业环境中可以说无处不在。
OPC UA适用于工业自动化应用的独立于厂商的通信协议。它是基于客户端-服务器原理，可以实现从各个传感器和执行机构一直到ERP系统或云的无缝通信。该协议是平台独立且内置安全机制。由于OPC UA是灵活且完全独立，因此它被视为实现工业4.0的理想通信协议。
今天，OPC UA 已经成为连接企业级计算机与嵌入式自动化组件的桥梁 - 独立于微软、 UNIX 或其他操作系统。
3 OPC UA特点
3.1 功能对等性
基于OPC 的成功，OPC基金会推出了新的技术标准OPC UA。 OPC UA实现了所有OPC的功能，并有以下的增强和超越：
发现：在本地PC和/或网络上查找可用的OPC服务器。
地址空间：所有数据都是分层表示的（例如文件和文件夹），允许OPC客户端发现、利用简单和复杂的数据结构。
按需：基于访问权限读取和写入数据/信息。
订阅：监视数据/信息，并且当值变化超出客户端的设定时报告异常。
事件：基于客户端的设定通知重要信息。
方法：客户端可以基于在服务器上定义的方法来执行程序等。
OPC UA产品和OPC产品之间的集成可以通过COM/Proxy Wrappers轻松实现。
3.2 平台独立性
鉴于市场上有各种各样的硬件平台和操作系统，平台独立性就显得至关重要。OPC UA包含但不限于以下平台及系统：
硬件平台：传统PC硬件、云服务器、PLC、微控制器（ARM等）。
操作系统：Microsoft Windows、Apple OSX、Android或任何Linux发行版本等。
OPC UA为企业之间的互操作性提供必要的M2M、M2E及两者之间的基础架构。
3.3 安全性
企业在选择技术标准时最重要的考虑之一是安全性。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。
3.4 可拓展性
OPC UA的多层架构提供了一个“面向未来”的框架。诸如新的传输协议、安全算法、编码标准或应用服务等创新技术和方法可以并入OPC UA，同时保持现有产品的兼容性。 今天的UA产品能够与未来的UA产品互联互通。
3.5 综合信息建模
OPC UA信息建模框架将数据转换为信息。通过完全面向对象的功能，即使是最复杂的多级结构也可以建模和扩展。数据类型和结构在配置文件中定义。例如，现有的OPC规范被建模为UA配置文件，也可以由其他组织扩展。
4 OPC UA在数字化工厂的作用
数字化工厂建模和数据集成：利用OPC UA的通信能力和建模能力，能够对整个工厂设备进行建模，并把各种和生产相关的实时数据集成到OPC UA的地址空间中，从而为数字化工厂打下坚实基础。
贯串设备层到管理层的统一数据显示：OPC UA能够跨平台、跨语言，能够应用在各种异构系统中，包括从底层控制器，HMI/SCADA，制造执行系统，直到企业管理层。
利用面向对象思想简化复杂算法：OPC UA提供了强大的建模能力，能够对现场设备进行建模，在此基础上，可以把面向对象的编程思想应用到控制领域，从而有效地简化复杂算法（如调度等）。
实现对云端应用的支持：OPC UA底层可以基于TCP或者HTTP/HTTPS，能够跨网络，方便地在公网上传输，同时，提供了完善的安全体系。可以说，OPC UA已经为工业互联网应用进行了充分的技术准备。