【摘要】一個(gè)公共、開(kāi)放、獨(dú)立、Web服務(wù)的平臺(tái)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理：
· OPC UA的一致性要求確保了互操作性;
· OPC UA建立了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn);
· OPC UA簡(jiǎn)化了自動(dòng)化的接口。
今天涌現(xiàn)出眾多嵌入式的創(chuàng)新和技術(shù)，比如黑莓(BlackBerry)手機(jī)、 iPhone、iPad， 嵌入式人機(jī)界面(HMI)屏、智能樓宇自動(dòng)化和安全產(chǎn)品。還有很多的創(chuàng)新和技術(shù)完成了互操作，比如無(wú)線網(wǎng)和云計(jì)算。這些創(chuàng)新和技術(shù)都是非常棒的，但什么業(yè)務(wù)理由能夠驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商和最終用戶(hù)采用這些前沿產(chǎn)品和系統(tǒng)?
自動(dòng)化工業(yè)必須評(píng)估和決定今天與明天的不同技術(shù)和創(chuàng)新應(yīng)用，用犀利的目光判斷這些技術(shù)怎樣能夠提供一種安全、可靠、互操作方案，解決實(shí)際問(wèn)題。偉大的技術(shù)創(chuàng)新來(lái)自美妙的學(xué)術(shù)研究項(xiàng)目， 但常常沒(méi)有得到采用，因?yàn)樗麄冸y于實(shí)施。他們需要面對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自身的商業(yè)價(jià)值，證明他們能夠降低整體成本。
OPC統(tǒng)一架構(gòu)(OPC UA)為自動(dòng)化工業(yè)提供了這樣的機(jī)會(huì)，用無(wú)縫的系統(tǒng)互操作創(chuàng)新方案獲得了效率。本文提供了一種對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)價(jià)值的思考，聚焦于移動(dòng)數(shù)據(jù)和信息，提出了從嵌入式設(shè)備到企業(yè)再到云(提供計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ))的互操作理念。使用來(lái)自O(shè)PC基金會(huì)與伙伴的技術(shù)，利用OPC的優(yōu)勢(shì)，掌握互操作的應(yīng)用，將為制造商、供應(yīng)商和最終用戶(hù)提供很多商業(yè)機(jī)會(huì)，
消費(fèi)類(lèi)電子到工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)化
很多個(gè)體和小公司現(xiàn)在有機(jī)會(huì)在范圍更廣的應(yīng)用中使用消費(fèi)電子技術(shù)。在今天，每個(gè)月至少有10,000新應(yīng)用被開(kāi)發(fā)出來(lái)，下載到不同的智能設(shè)備中。
更為復(fù)雜的是每個(gè)智能設(shè)備的供應(yīng)商具有自己的基礎(chǔ)架構(gòu)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，而與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的智能設(shè)備平臺(tái)不兼容。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，供應(yīng)商必須投資支持多種智能設(shè)備平臺(tái)，這就造成了開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本的升高。
隨著應(yīng)用數(shù)量的不斷提高，增加了用戶(hù)尋找和評(píng)估應(yīng)用的復(fù)雜性。評(píng)價(jià)和參照系統(tǒng)基本上僅是簡(jiǎn)單介紹，用戶(hù)必須要發(fā)現(xiàn)好的應(yīng)用，才能使他們的系統(tǒng)更加多產(chǎn)?，F(xiàn)在很多應(yīng)用是免費(fèi)或者是名義上費(fèi)用，讓人感覺(jué)試用一下也沒(méi)失去什么。用戶(hù)對(duì)這些應(yīng)用不會(huì)報(bào)有高的期望(比如可靠性和性能)。
在消費(fèi)市場(chǎng)上，多家嵌入式設(shè)備供應(yīng)商正為市場(chǎng)份額而打拼。供應(yīng)商提供多數(shù)的消費(fèi)電子設(shè)備平臺(tái)復(fù)雜，沒(méi)有按照設(shè)備互操作和可靠性原則來(lái)設(shè)計(jì)。應(yīng)用隨著開(kāi)發(fā)者“購(gòu)買(mǎi)前試用”的心里和大量分銷(xiāo)渠道而擴(kuò)散。他們關(guān)心的是如何把產(chǎn)品快速帶人市場(chǎng);所以，他們好像愿意抄近路，犧牲可靠性、互操作性和安全性。在病毒檢查上也缺少實(shí)踐證明確保質(zhì)量。
消費(fèi)類(lèi)電子到工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用
消費(fèi)電子的技術(shù)發(fā)展和用戶(hù)需求正驅(qū)動(dòng)著對(duì)多供應(yīng)商、多平臺(tái)互操作的期待，而這正是工業(yè)自動(dòng)化中特別需要的。現(xiàn)在的問(wèn)題是：這些創(chuàng)新和技術(shù)如何解決可靠性和安全性的問(wèn)題?他們的哪些屬性能夠影響最終用戶(hù)?他們?cè)鯓訋椭?yīng)商增加銷(xiāo)售額和降低用戶(hù)成本?
雖然不能低估消費(fèi)類(lèi)電子技術(shù)創(chuàng)新的重要性，但工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)是仍有很多的問(wèn)題需要技術(shù)創(chuàng)新，比如有很多完全不同的網(wǎng)絡(luò)和沒(méi)有連接的設(shè)備，不同的銷(xiāo)售模式，比消費(fèi)類(lèi)電子更高的安全性與可靠性的要求。
現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)學(xué)習(xí)消費(fèi)類(lèi)電子中的技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化，吸取并采用到工業(yè)制造和其他領(lǐng)域，再加上在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)安全性、可靠性、高性能和互操作的需求，這樣會(huì)產(chǎn)生非常好的效果。
運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化的產(chǎn)品和服務(wù)必須證明其安全可靠和互操作能力。OPC基金會(huì)既要對(duì)技術(shù)創(chuàng)新提出有令人耳目一新的感覺(jué)，還要對(duì)技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行量身定做的裁剪，滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境的要求。
工業(yè)自動(dòng)化中的系統(tǒng)要比消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品具有更長(zhǎng)的使用期，當(dāng)實(shí)施新技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，需要一種對(duì)老產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互操作的策略。比如，用智能手機(jī)接收和確認(rèn)來(lái)自工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警非常的酷和令人興奮，但工業(yè)自動(dòng)化需要保證信息的可靠性，即在智能手機(jī)上接收的報(bào)警是真實(shí)的，所以有些場(chǎng)合需要信息冗余，確保信息的及時(shí)而可靠。
OPC基金會(huì)也一直在關(guān)注消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化、財(cái)務(wù)、零售、樓宇自動(dòng)化、安全和智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。因?yàn)榫哂袧撛诘暮献骺赡?，多?shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織之間都在彼此相互學(xué)習(xí)。
OPC基金會(huì)已經(jīng)與很多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行合作。OPC基金會(huì)從2004年開(kāi)始研發(fā)OPC UA平臺(tái)，力圖提供一個(gè)完整的基礎(chǔ)架構(gòu)，成為安全可靠的獨(dú)立平臺(tái)。OPC UA的目的是讓各種不同工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織的信息模型能夠使用OPC UA的服務(wù)，提供一種完整的互操作解決方案。
嵌入式設(shè)備的很多技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)融入OPC UA的設(shè)計(jì)之中。很多供應(yīng)商已經(jīng)推出了開(kāi)發(fā)工具包，實(shí)現(xiàn)了在嵌入式設(shè)備中支持OPC UA。OPC UA 在基礎(chǔ)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了可靠性、安全性和高性能。
使用OPC標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)商現(xiàn)在可以用標(biāo)準(zhǔn)的方法，把很多技術(shù)創(chuàng)新直接添加到他們的產(chǎn)品之中。
最終用戶(hù)驅(qū)動(dòng)他們的供應(yīng)商為他們提供具有OPC UA技術(shù)的產(chǎn)品。很多供應(yīng)商建立了自己的私有基礎(chǔ)架構(gòu)，并希望他們的客戶(hù)直接從他們手里購(gòu)買(mǎi)所有產(chǎn)品。產(chǎn)品包括了很多技術(shù)創(chuàng)新，但最大的缺點(diǎn)是這些產(chǎn)品緊緊捆綁到他們的私有平臺(tái)。當(dāng)客戶(hù)要求供應(yīng)商開(kāi)放他們的私有平臺(tái)，并且與其他設(shè)備互操作時(shí)，解決方案通常為松散的耦合，充斥著笨重的接口和網(wǎng)關(guān)。
來(lái)自消費(fèi)電子世界的最終用戶(hù)期望有可互操作性。反應(yīng)敏捷的供應(yīng)商采用開(kāi)放的互操作標(biāo)準(zhǔn)，用于產(chǎn)品投放市場(chǎng)。所以，購(gòu)買(mǎi)某家供應(yīng)商產(chǎn)品而被套牢的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。開(kāi)放互操作性使最終用戶(hù)可以解除約束，使制造商更加有競(jìng)爭(zhēng)力。智能手機(jī)可以方便地增加應(yīng)用每天都在證明這一點(diǎn)。
橫跨區(qū)域的信息集成
引人入勝的情節(jié)是使用一種無(wú)縫的標(biāo)準(zhǔn)化方法交換信息，實(shí)現(xiàn)橫跨廠區(qū)的信息集成。技術(shù)創(chuàng)新為完全不同的系統(tǒng)提供了信息集成框架。
OPC基金會(huì)正在與很多不同領(lǐng)域(自動(dòng)化領(lǐng)域外)里組織和協(xié)會(huì)合作，希望信息集成能夠跨領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。OPC與這些組織的積極合作，承諾與相關(guān)的供應(yīng)商一起工作，采用這項(xiàng)技術(shù)，把產(chǎn)品帶人現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)。
信息在不同領(lǐng)域的共享是現(xiàn)實(shí)世界的機(jī)會(huì)，保證運(yùn)行，增加銷(xiāo)售、降低成本、提高質(zhì)量、加快產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。世界領(lǐng)先的公司正在日常的業(yè)務(wù)中使用信息集成，作為挖掘潛能的一種機(jī)制。
OPC UA和設(shè)備集成
傳統(tǒng)OPC規(guī)范的設(shè)計(jì)和架構(gòu)僅僅建立在微軟的技術(shù)上。雖然用微軟操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的工業(yè)自動(dòng)化互操作是正確的選擇，但現(xiàn)在用于嵌入式設(shè)備時(shí)就有局限性了。供應(yīng)商為了把OPC用于設(shè)備，就必須使用微軟的操作系統(tǒng)和微軟的組件對(duì)象模型(COM)/分布式組件對(duì)象模型(DCOM)。
支持多平臺(tái)架構(gòu)，在設(shè)備中實(shí)現(xiàn)OPC的功能，完成設(shè)備到設(shè)備的通信，這些是OPC UA基礎(chǔ)架構(gòu)所特別關(guān)心的問(wèn)題。
消費(fèi)電子中的嵌入式設(shè)備都采用多平臺(tái)、低成本、高性能的戰(zhàn)略。工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化使用的嵌入式設(shè)備是寬范圍的，這個(gè)趨勢(shì)正在增長(zhǎng)，與消費(fèi)電子生產(chǎn)大量的高性能、低成本處理器(包括通信)有所不同。
OPC UA按照安全可靠的信息集成和與上游設(shè)備互操作原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，支持嵌入式設(shè)備，設(shè)備提供的服務(wù)不受平臺(tái)的約束。
OPC UA 企業(yè)網(wǎng)關(guān)
現(xiàn)代工廠需要與企業(yè)系統(tǒng)集成，企業(yè)的各個(gè)工廠常常散布在不同的物理位置。企業(yè)服務(wù)總線(ESB)是一個(gè)公共總線，提供這種連接;然而，對(duì)ESB的訪問(wèn)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，這也意味著客戶(hù)系統(tǒng)集成工作必須在一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用與一個(gè)特殊的ESB通信之前完成。OPC UA服務(wù)器橋接了這個(gè)從企業(yè)到自動(dòng)化設(shè)備的缺口。一個(gè)復(fù)雜的OPC UA網(wǎng)關(guān)甚至支持業(yè)務(wù)處理，由ESB供應(yīng)商提供，然后進(jìn)一步完成把工廠集成到企業(yè)的流程。
主要的優(yōu)點(diǎn)是：
1. 降低集成OPC應(yīng)用到企業(yè)的成本;
2. 對(duì)特殊的ESB沒(méi)有要求;
3. 單一的Web服務(wù)應(yīng)用程序接口(API)，可以替代很多客戶(hù)Web服務(wù);
4. 最好的信息集成，可以橫跨多個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)信息交換。
安全，可靠的互操作性
工業(yè)自動(dòng)化需要高度的安全、可靠的互操作性，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)消費(fèi)電子工業(yè)的要求。所以，在OPC UA 詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)要非常注重安全，同時(shí)要考慮架構(gòu)的可伸縮性，滿(mǎn)足并超出工業(yè)自動(dòng)化的要求。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和聚焦于必須基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，提供固定的基線，在多平臺(tái)環(huán)境對(duì)安全、可靠的互操作是必須的。與信息提供商合作為嵌入式設(shè)備市場(chǎng)以及協(xié)會(huì)提供必要的信息集成服務(wù)，在基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行通信。
聯(lián)盟和供應(yīng)商正在一起工作，開(kāi)發(fā)信息模型合作規(guī)范，加入OPC UA信息理念。為了取得來(lái)自嵌入式設(shè)備的富信息優(yōu)勢(shì)，并且能夠通常的應(yīng)用中使用這個(gè)信息，最終用戶(hù)必須確保他們的供應(yīng)商正在開(kāi)發(fā)使用的產(chǎn)品。這類(lèi)概念模型接近于消費(fèi)電子世界，那里的用戶(hù)能夠插入一個(gè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)有用的信息，并且直接使用。
未來(lái)方向
與其他聯(lián)盟組織的一起合作非常重要。OPC基金會(huì)已經(jīng)與EDDL(包括和FDT團(tuán)隊(duì)組成的未來(lái)設(shè)備集成(FDI)架構(gòu)團(tuán)隊(duì))進(jìn)行了合作。也與Profibus、Profinet、HART、FF緊密協(xié)作，把OPC UA作為傳輸機(jī)制，把面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)作為解決方案。在2001年OPC基金會(huì)開(kāi)始這樣做時(shí)，愿景就是使不同廠家的PLC和DCS之間可以交換數(shù)據(jù)和信息。最近兩年，OPC基金會(huì)把這個(gè)愿景擴(kuò)展到了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，未來(lái)會(huì)使用一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備描述語(yǔ)言(DDL)，使用OPC UA作為一個(gè)診斷、配置和運(yùn)行時(shí)操作的公共機(jī)制。這意味著你能夠?qū)θ魏伍y門(mén)、任何工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作，不管是哪個(gè)供應(yīng)商。用戶(hù)僅要學(xué)習(xí)和使用一種工具，而不是像今天這樣需要多種工具。
創(chuàng)建OPC的初衷，基本的想法是為所有設(shè)備的通話提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口。這解決了供應(yīng)商驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)最小化問(wèn)題?，F(xiàn)在，OPC UA已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化的接口，而且超越了簡(jiǎn)化通信的需求，不光具有標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)話窗口、簡(jiǎn)單文本的標(biāo)準(zhǔn)化表示、動(dòng)態(tài)變量/圖表和文件歸檔，而且集成了所有工業(yè)流行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使OPC、Profibus國(guó)際組織(PNO)、HART、現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)(FF)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備技術(shù)(FDT)、增強(qiáng)型設(shè)備描述語(yǔ)言(EDDL)走到了一起。
工廠自動(dòng)化是下一步。一旦增加了DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP的能力，用戶(hù)就用一種方法進(jìn)行配置、診斷和運(yùn)行時(shí)操作任何設(shè)備，而不管設(shè)備在什么網(wǎng)絡(luò)上。
最終用戶(hù)非常關(guān)心來(lái)自多個(gè)廠商、在不同網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的老系統(tǒng)和老設(shè)備的命運(yùn)，如何降低培訓(xùn)、運(yùn)行和維護(hù)的成本?用戶(hù)要做的是使用即插即用的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制和開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。這就是OPC與PNO、FF、HART、EDDL、FDT組織合作的工作。合作的標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備配置、診斷和運(yùn)行時(shí)的信息交換提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，諸如通用應(yīng)用具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化用戶(hù)接口，獨(dú)立于下層的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。設(shè)備只要接入網(wǎng)絡(luò)即可被發(fā)現(xiàn)，為上游的軟件應(yīng)用提供所有的配置、診斷和運(yùn)行時(shí)的必要信息。
今天有多少人使用智能手機(jī)?多少人使用平板電腦?有多少社交網(wǎng)絡(luò)?如何把智能設(shè)備、社交網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化結(jié)合起來(lái)?是否能開(kāi)發(fā)基于蘋(píng)果系統(tǒng)(iOS)或者安卓系統(tǒng)(Android)的OPC App?如何把現(xiàn)有的資源與OPC技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生更加有趣的應(yīng)用?如何進(jìn)一步提高制造效率和降低制造成本?這些都是OPC基金會(huì)今后要探討的話題。
（轉(zhuǎn)載）
