OPC与OPC UA

什么是OPC协议？

为了便于自动化行业不同厂家的设备和应用程序能相互交换数据，定义了一个统一的接口函数，就是OPC协议规范。有了OPC就可以使用统一的方式去访问不同设备厂商的产品数据。

OPC基金会前前后后规定了不同的接口定义，如下：

• OPC DA (Data Access, exchange of real-time values)
• OPC A&E (Alarms & Events, exchange of alarms and events)
• OPC HDA (Historical Data Access, exchange of historical values)
• OPC XML DA (XML-based exchange of real-time values)

以上所有的接口定义，我们现在都统称为OPC。OPC是基于WINDOWS COM/DOM接口技术来规定的。

比如我们可以了解下OPCGroup的接口定义如下：

//*********************************************************
// IOPCGroup Interface
[
object,
dual,oleautomation,
uuid(28E68F96-8D75-11d1-8DC3-3C302A000000),
helpstring("OPC Group Object"),
pointer_default(unique)
]
interface IOPCGroup : IDispatch
{
// Properties
[propget,helpstring("Returns the parent OPCServer")]
HRESULT Parent([out, retval] IOPCAutoServer ** ppParent );
[propget]
HRESULT Name([out, retval] BSTR * Name );
[propput]
HRESULT Name([in] BSTR Name );
[propget,helpstring("True if this group is public")]
HRESULT IsPublic([out, retval] VARIANT_BOOL * IsPublic );
[propget,helpstring("True if this group is active")]
HRESULT IsActive([out, retval] VARIANT_BOOL * IsActive );
[propput]
HRESULT IsActive([in] VARIANT_BOOL IsActive );
[propget,helpstring("True if this group will get
asynchronous data updates")]
HRESULT IsSubscribed([out, retval] VARIANT_BOOL * IsSubscribed );
[propput]
HRESULT IsSubscribed([in] VARIANT_BOOL IsSubscribed );
[propget]
HRESULT ClientHandle([out, retval] LONG * ClientHandle );
[propput]
HRESULT ClientHandle([in] LONG ClientHandle );
[propget]
HRESULT ServerHandle([out, retval] LONG * ServerHandle );
[propget]
HRESULT LocaleID([out, retval] LONG * LocaleID );
[propput]
HRESULT LocaleID([in] LONG LocaleID );
[propget]
HRESULT TimeBias([out, retval] LONG * TimeBias );
[propput]
HRESULT TimeBias([in] LONG TimeBias );
[propget]
HRESULT DeadBand([out, retval] FLOAT * DeadBand );
[propput]
HRESULT DeadBand([in] FLOAT DeadBand );
[propget,helpstring("Rate data can be returned to an
application (in mSec)")]
HRESULT UpdateRate([out, retval] LONG * UpdateRate );
[propput]
HRESULT UpdateRate([in] LONG UpdateRate );
[id(0),propget,helpstring("Returns the OPCItems
collection")]
HRESULT OPCItems([out, retval] OPCItems ** ppItems );
// Methods
HRESULT SyncRead(
[in] SHORT Source,
[in] LONG NumItems,
[in] SAFEARRAY(LONG) * ServerHandles,
[out] SAFEARRAY(VARIANT) * Values,
[out] SAFEARRAY(LONG) * Errors,
[out,optional] VARIANT * Qualities,
[out,optional] VARIANT * TimeStamps);
HRESULT SyncWrite(
[in] LONG NumItems,
[in] SAFEARRAY(LONG) * ServerHandles,
[in] SAFEARRAY(VARIANT) * Values,
[out] SAFEARRAY(LONG) * Errors);
HRESULT AsyncRead(
[in] LONG NumItems,
[in] SAFEARRAY(LONG) * ServerHandles,
[out] SAFEARRAY(LONG) * Errors,
[in] LONG TransactionID,
[out] LONG * CancelID);
HRESULT AsyncWrite(
[in] LONG NumItems,
[in] SAFEARRAY(LONG) * ServerHandles,
[in] SAFEARRAY(VARIANT) * Values,
[out] SAFEARRAY(LONG) * Errors,
[in] LONG TransactionID,
[out] LONG * CancelID);
HRESULT AsyncRefresh(
[in] SHORT Source,
[in] LONG TransactionID,
[out] LONG * CancelID);
HRESULT AsyncCancel(
[in] LONG CancelID);
};

什么是OPC UA?

为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好的推广OPC，OPC基金会近些年在之前OPC成功应用的基础上推出了一个新的OPC标准-OPC UA。OPC UA接口协议包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA，只使用一个地址空间就能访问之前所有的对象，而且不受WINDOWS平台限制，因为它是从传输层Scoket以上来定义的，这点后面会提到，导致了灵活性和安全性比之前的OPC都提升了。

OPC UA的优势：

1.一个通用接口集成了之前所有OPC的特性和信息，A&E, DA,OPC XML DA or HDA

2.更加开放，平台无关性，WINDOWS,LINUX都能兼容

3.扩展了对象类型，支持更复杂的数据类型比如变量，方法和事件

4.在协议和应用层集成了安全功能，更加安全

5.易于配置和使用

核心的区别是因为OPC和OPC UA协议使用的TCP层不一样，如下：

OPC是基于DOM/COM上，应用层最顶层；OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层.

其他一些区别：

OPC虽然通过配置COM/DOM来提供数据加密和签名功能，配置防火墙，用户权限来让数据访问变得更加安全，但是会增加额外的工作量，尤其是对非IT的工程师来说；对于OPC UA，数据加密和签名，防火墙等都是默认的功能。比如基于DOM的OPC使用的动态端口分配，端口不固定，让防火墙难以确定，而OPC UA的端口都是唯一的，比如SINUMERIK 840D是PORT 4840，SIMATIC S7是PORT 4845。DOM/COM也可以生成不同级别的事件日志，但日志内容不够详细，只会提供“谁连接上服务器”这种，而对于OPC UA来说都是默认的功能，生成的日志内容更全面。

后面会放上OPC UA的DEMO。