Opc统一架构
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OPC统一架构为未来打下了基础标签:OPC UAOPC 统一架构为未来打下了基础今天涌现出众多嵌入式的创新和技术,比如黑莓(BlackBerry)手机、iPhone、iPad,嵌入式人机界面(HMI)屏、智能楼宇自动化和安全产品。
还有很多的创新和技术完成了互操作,比如无线网和云计算。
这些创新和技术都是非常棒的,但什么业务理由能够驱动供应商和最终用户采用这些前沿产品和系统?自动化工业必须评估和决定今天与明天的不同技术和创新应用,用犀利的目光判断这些技术怎样能够提供一种安全、可靠、互操作方案,解决实际问题。
伟大的技术创新来自美妙的学术研究项目,但常常没有得到采用,因为他们难于实施。
他们需要面对现实世界的问题,实现自身的商业价值,证明他们能够降低整体成本。
OPC统一架构(OPC UA)为自动化工业提供了这样的机会,用无缝的系统互操作创新方案获得了效率。
本文提供了一种对技术创新和商业价值的思考,聚焦于移动数据和信息,提出了从嵌入式设备到企业再到云(提供计算和数据存储)的互操作理念。
使用来自OPC基金会与伙伴的技术,利用OPC的优势,掌握互操作的应用,将为制造商、供应商和最终用户提供很多商业机会,消费类电子到工业自动化的进化很多个体和小公司现在有机会在范围更广的应用中使用消费电子技术。
在今天,每个月至少有10,000新应用被开发出来,下载到不同的智能设备中。
更为复杂的是每个智能设备的供应商具有自己的基础架构和开发环境,而与竞争对手的智能设备平台不兼容。
为了满足用户的需求,供应商必须投资支持多种智能设备平台,这就造成了开发和维护成本的升高。
随着应用数量的不断提高,增加了用户寻找和评估应用的复杂性。
评价和参照系统基本上仅是简单介绍,用户必须要发现好的应用,才能使他们的系统更加多产。
现在很多应用是免费或者是名义上费用,让人感觉试用一下也没失去什么。
用户对这些应用不会报有高的期望(比如可靠性和性能)。
在消费市场上,多家嵌入式设备供应商正为市场份额而打拼。
opcua 的鉴权方式-回复OPC UA(开放平台通信统一架构)是一种用于工业自动化领域的通信协议。
在实际应用中,为确保数据的安全性和完整性,鉴权是必不可少的环节。
本文将以“OPC UA的鉴权方式”为主题,一步一步回答。
一、基本概念1. OPC UA:简称为OPC UA,是一种开放平台通信统一架构,被广泛应用于实现工业自动化应用中的设备间通信。
2. 鉴权:是一种验证用户身份和访问权限的过程,通过鉴权,系统可以判断用户是否有权利访问资源。
二、基本原则1. 防止未经授权的访问:系统应该将未认证的用户限制在访问范围之外,只有经过鉴权的合法用户才能获得访问权限。
2. 保护信息机密性:应该确保用户的私密信息得到安全保护,不被未经许可的人员获取。
3. 确保访问控制:只有具备权限的用户才能访问特定资源,且只能进行授权的操作。
三、用户身份验证1. 使用用户名和密码:最常见的鉴权方式是使用用户名和密码进行验证。
用户在登录时需提供正确的用户名和密码,系统通过验证后,才会授予用户相应的权限。
2. 使用数字证书:数字证书是一种包含公钥、数字签名和其他身份信息的文件。
用户需要使用私钥签署一个数字证书,并将公钥发送给服务器进行验证。
服务器通过验证数字证书的签名和合法性,来确认用户的身份。
四、访问控制1. 基于角色的访问控制(RBAC):系统管理员可以在系统中定义不同的角色,并将用户分配到不同的角色中。
每个角色有不同的权限,用户可以根据其角色来访问和操作特定资源。
2. 访问控制列表(ACL):系统管理员可以为每个资源定义一个访问控制列表,列出具备访问权限的用户或用户组。
当用户请求访问某个资源时,系统会查询该资源的ACL信息并与用户进行匹配,从而确定用户是否有访问权限。
五、安全传输1. 使用加密协议:在数据传输过程中使用加密协议,如SSL/TLS(安全套接层/传输层安全协议),可以保护数据的传输过程,防止被窃听和篡改。
2. 使用消息签名:在数据传输过程中,使用私钥对消息进行数字签名,接收方使用相应的公钥进行验证。
OPC UA(OPC Unified Architecture,OPC统一体系架构)1. OPC UA 简介OPC UA(Unified Architecture)标准是OPC基金会2006年推出的一个新的工业软件应用接口规范,是企业软件架构的一个全新方向。
OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性,以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。
2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足:1) 缺少跨平台通用性。
由于COM/DCOM对Microsoft平台的依赖性,使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。
2) 较难与Intemet应用程序集成。
由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据,因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。
DCOM 不适用于Internet 环境,它不支持通过Internet访问对象;3) COM 产生的传输报文复杂,并且由于防火墙的存在,在Internet 上发送COM 报文非常困难。
4) 较难与企业应用程序连接。
企业应用程序需要实时的工业现场数据,这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。
但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口,因而不能进行连接。
促使OPC UA 出现的主要因素:1)工业应用软件正转向;2)客户端软件需要一个集成的API 集成现有OPC规范及各自独立的API;3)客户端软件需要对数据语义进行识别;4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。
针对上述因素和现有OPC 的不足,新规范OPC UA 主要通过以下方法来解决:1) OPC UA 的消息采用WSDL 定义,实现了规范的平台无关性;2) OPC UA 定义了一套集成的服务,解决了现有OPC 规范在应用时服务重叠的问题;3) OPC UA 采用了集成的地址空间,增加对象语义识别功能,并实现了对信息模型的支持;4) 另外,OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制,提高了安全性、可靠性等方面的性能。
OPC UA(OPC Unified Architecture,OPC统一体系架构)1. OPC UA 简介OPC UA(Unified Architecture)标准是OPC基金会2006年推出的一个新的工业软件应用接口规范,是企业软件架构的一个全新方向。
OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性,以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。
2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足:1) 缺少跨平台通用性。
由于COM/DCOM对Microsoft平台的依赖性,使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。
2) 较难与Intemet应用程序集成。
由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据,因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。
DCOM 不适用于Internet 环境,它不支持通过Internet访问对象;3) COM 产生的传输报文复杂,并且由于防火墙的存在,在Internet 上发送COM 报文非常困难。
4) 较难与企业应用程序连接。
企业应用程序需要实时的工业现场数据,这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。
但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口,因而不能进行连接。
促使OPC UA 出现的主要因素:1)工业应用软件正转向;2)客户端软件需要一个集成的API 集成现有OPC规范及各自独立的API;3)客户端软件需要对数据语义进行识别;4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。
针对上述因素和现有OPC 的不足,新规范OPC UA 主要通过以下方法来解决:1) OPC UA 的消息采用WSDL 定义,实现了规范的平台无关性;2) OPC UA 定义了一套集成的服务,解决了现有OPC 规范在应用时服务重叠的问题;3) OPC UA 采用了集成的地址空间,增加对象语义识别功能,并实现了对信息模型的支持;4) 另外,OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制,提高了安全性、可靠性等方面的性能。
opcua 一些概念
OPC UA(Unified Architecture,统一架构)是下一代OPC标准,提供完整的、安全和可靠的跨平台架构,以获取实时和历史数据和时间。
它基于OPC基金会提供的新一代技术,提供安全、可靠和独立于厂商的服务,实现原始数据和预处理的信息从制造层级到生产计划或ERP层级的传输。
通过OPC UA,所有需要的信息在任何时间、任何地点对每个授权的应用、每个授权的人员都可用。
这种功能独立于制造厂商的原始应用、编程语言和操作系统。
OPC UA具有一些重要的特性,包括平台独立性、扩展性、高可靠性和连接互联网的能力。
它不再依靠DCOM,而是基于面向服务的架构(SOA),使OPC UA的使用更简便。
现在,OPC UA已经成为独立于微软、UNIX或其他的操作系统企业层和嵌入式自动组建之间的桥梁。
opcua拓扑结构(原创实用版)目录1.OPC UA 简介2.OPC UA 拓扑结构的概念3.OPC UA 拓扑结构的主要组成部分4.OPC UA 拓扑结构的应用场景5.OPC UA 拓扑结构的优势与不足正文1.OPC UA 简介OPC UA,全称 Open Platform Communication Unified Architecture,即开放平台通信统一架构,是一种用于工业控制系统和物联网应用的通信协议。
它旨在实现不同厂商、不同平台之间的设备和系统间的互操作性,为工业 4.0 和智能制造提供技术支持。
2.OPC UA 拓扑结构的概念OPC UA 拓扑结构是指在 OPC UA 框架下,各个组件、设备和服务之间相互连接、协作和通信的方式。
这种结构可以灵活地组织和扩展系统,提高整个系统的可靠性、安全性和互操作性。
3.OPC UA 拓扑结构的主要组成部分OPC UA 拓扑结构的主要组成部分包括:- 客户端:负责与服务器端进行通信,实现数据的读取和写入。
- 服务器:负责提供数据和接口,供客户端调用。
- 访问控制:负责实现对数据的访问权限管理,保障数据安全。
- 历史数据:负责存储设备的历史数据,方便客户端查询。
- 变量:负责表示设备或系统中的具体数据。
4.OPC UA 拓扑结构的应用场景OPC UA 拓扑结构广泛应用于工业自动化、楼宇自控、电力系统、智能交通等领域。
例如,在工业自动化生产线上,通过 OPC UA 拓扑结构,可以实现各个设备和服务的互联互通,提高生产效率和质量。
5.OPC UA 拓扑结构的优势与不足OPC UA 拓扑结构的优势主要体现在:- 提高了系统的互操作性,使得不同厂商、不同平台的设备和服务可以无缝集成。
- 提供了强大的数据访问控制功能,保障了数据的安全性。
- 支持历史数据查询,方便用户进行数据分析和故障诊断。
然而,OPC UA 拓扑结构也存在一些不足,如:- 系统配置和维护较为复杂,需要专业人员进行操作。
1.OPC UA简介OPC UA(Unified Architecture,统一架构)是下一代的OPC 标准,通过提供一个完整的,安全和可靠的跨平台的架构,以获取实时和历史数据和时间。
OPC UA基于OPC基金会提供的新一代技术,提供安全,可靠和独立于厂商的,实现原始数据和预处理的信息从制造层级到生产计划或ERP层级的传输。
通过OPC UA,所有需要的信息在任何时间,任何地点对每个授权的应用,每个授权的人员都可用。
这种功能独立于制造厂商的原始应用,编程语言和操作系统。
OPC UA是目前已经使用的OPC 工业标准的补充,提供重要的一些特性,包括如平台独立性,扩展性,高可靠性和连接互联网的能力。
OPC UA不再依靠DCOM,而是基于面向服务的架构(SOA),OPC UA的使用更简便。
现在,OPC UA 已经成为独立于微软,UNIX或其他的操作系统企业层和嵌入式自动组建之间的桥梁。
为什么使用新的架构已有的OPC COM在过去的10年一直作为OPC的通信标准,但是技术的发展要求更多的互操作性:1微软逐步淡化COM,而跨平台的Web服务和SOA逐步加强2 OPC的供应商希望一套担心的服务实现OPC数据模块(DA,A&E,HDA….)3 OPC供应商希望在非微软的平台,包括嵌入式设备实现OPC功能2.OPC UA优点2.1.统一的访问传统OPC COM特性将不同的功能分布于多个COM服务器,通过接口连接代表不同特性的功能。
OPC COM服务器提供报警但不持续连续的提供触发报警的数据的访问。
例如,提供存储历史数据的OPC COM服务器不允许当前数据被读和更新。
这种特性造成了集成的问题,因为单一系统的信息不能通过一致的方式访问。
OPC UA解决了包含多种可用信息的通用地址通过单一服务访问的集成问题。
2.2.更好的认证互操作性OPC UA特性通过和已取得成功的OPC COM认证程序一样提供的服务器和客户端测试工具。
Opc统一架构
一假期完成的看书
1 opc的定义与产生
OPC 全称是OLE(Object Linking and Embedding,对象链接和嵌入) for Process Control,它的出现为基于Windows 的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。
在过去,为了存取现场设备的数据信息,每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。
由于现场设备的种类繁多,且产品的不断升级,往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。
通常这样也不能满足工作的实际需要,系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。
在这种情况下,OPC 标准应运而生。
OPC 标准以微软公司的OLE 技术为基础,它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM 接口完成的,在OPC 技术中使用的是OLE 2 技术,OLE 标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。
OLE 不仅是桌面应用程序集成,而且还定义和实现了一种允许应用程序作为软件“对象”(数据集合和操作数据的函数)彼此进行“连接”的机制,这种连接机制和协议称为部件对象模型(Component Object Model),简称COM。
2 opc基金会
1996年8月,opc da(数据访问)规范发布了,opc基金会是维护这一标准的非盈利性组织,几乎所有提供工业自动化系统的厂商都成为了opc基金会的成员。
Opc基金会可以比其他组织快得多的定义,通过,实践,有关标准。
通过12年的发展,opc基金会已拥有超过450个成员,包括全世界所有的自动化系统供应商。
3 经典opc
根据工业应用的不同需求,已制定了三个主要opc规范:数据访问(da),报警和事件(a&e),历史数据访问(hda)。
3.1 Opc数据访问
Opc数据访问(da)接口可以读,写,检测包含当前过程数据的变量。
Opc da 客户端明确的选择了他们需要从服务器中读,写或者检测的变量(opc项)。
Opc客户端通过创建一个opcserver对象来建立一个到服务器的连接。
3.2opc报警和事件
opc a&e接口可以接收事件通知和报警通知,要接收通知,opc a&e 客户端连接到服务器,订阅通知,然后接收在服务器触发的所有通知。
Opc客户连接第一步是在a&e服务器上创建一个opceventserver(opc事件服务器)对象,第二步生成opceventsubscription(opc事件订阅)对象来接收事件消息。
3.3opc历史数据访问
opc历史数据访问(hda)则提供了对已储存的数据的访问,从简单的串行数据记录系统,到复杂的scada,历史记录能够以统一的方式被检索。
Opc客户端通过在had服务器中创建一个opchdaserver(opchda服务器)对象进行连接,此对象提供了读取和更新历史数据的所有接口和方法,另一个opchdabrower(opchda浏览器)对象用来浏览hda服务器的地址空间。
4 opc ua的产生
在opc规范发布之前,众多工业应用软件需要为控制设备开发不同的设备驱动程序才能获取设备数据,致使增加了产品成本,开发时间,和维护难度。
为此,opc基金会制定公布了一系列基于microsoft的com/dcom技术的opc规范,并迅速成为了工业领域事实上的标准。
然而,现有的opc规范是基于com/dcom技术,它存在如下缺陷:
1)不具有平台无关性,仅适合微软平台环境。
2)Dcom不适用于internet环境,它不支持通过internet访问对象。
3)Com产生的传输报文复杂,并且由于防火墙的存在,在internet上发送com报文非常困难。
虽然我们可以用opc xml-data access规范,并结合soap,wasl,uddi等web services技术,能弥补上述缺陷,但是由于规范本身的问题,其在可互操作性,安全性,可靠性等方面仍不能满足用户的需求,为此,opc基金会将致力推出新一代opc规范---opc ua(opc unified architecture统一构架)
Opc ua是opc基金会即将推出的一个新的工业软件应用接口规范。
Opc ua的诞生是希望为所有现有的基于com的规范,建立一个没有损失任何功能和性能的真正替代品。
此外,它必须满足能够描述复杂系统的丰富的和可扩展的建模能力,以及平台独立的系统接口的所有需求。
根据现有的发展趋势和opc的不足,新规范ua通过以下方面来解决:
1)opc ua的消息采用wsdl定义,实现了规范平台的无关性。
2)Opc ua定义了一套集成服务,解决了现有的opc规范在应用时服务重叠的问题。
3)Opc ua采用了集成的地址空间,增加对象语音识别功能,并实现了对信息模型的支持。
4)另外,opc ua采用冗余技术,安全模型等一系列机制,提高了安全性,可靠性等方面的性能。
除了通信,opc ua的第二大成果是信息建模。
通过在同一个地址空间公开当前数据,事件通知以及两者的历史,opc ua使不同的经典opc规范的功能得到了统一。
另外,它采用面向对象的概念,提供了一个丰富的,可扩展的信息模型。
允许应用程序的元数据以及复杂的数据被公开出来,可扩展机制允许其他组织可以定使用opc ua通信基础设施的标准信息模型,从而使焦点集中在要公开信息的标准化上。
5 信息建模
Opc ua信息建模的基础原则有:
1)使用面向对象的技术,包括类型层次结构和继承。
2)类型信息对外暴露,并且能够以访问实例一样的方式访问。
3)全网络的节点网络,允许信息以各种形式连接。
4)类型层次结构以及节点间引用类型的扩展性。
5)没有限制如何对信息建模,以便我所提供的数据建立适当的模型。
6)opc ua的信息建模工作总是在服务器侧完成的。
建模中用到的一些基本的概念:
Opc ua建模的基本概念是节点以及节点之间的引用。
节点可以根据不同的用途归属于不同的节点类别,一些节点代表属性,另一些代表类型。
而节点和节点之间的引用可以理解为:在一个节点中的指针,通过保存其他节点的id来指向另一个节点。
而且引用是两个节点之间的连接,引用不能直接访问,只能间接的通过浏览节点访问,引用并没有表示为节点,不能包含任何属性或者特性。
在opc ua中,最重要的节点类别是对象,变量和方法。
节点类别为变量的节点代表一个值,该值的数据类型取决于该变量。
节点类型为方法的节点代表服务器中的一个客户端调用并返回结果的方法。
节点类型为对象的节点用于地址空间结构。
二在看书中所遇到的问题
对具体事例如何建模?过程是怎么样的?怎么样通过opc对工业生产过程进行控制?
三接下来要完成的任务
看opc服务器开发设计与应用,对opc服务器进行学习,并学习与opc服务器相关的程序的编程。