0219 【萬(wàn)泉河】論OPC UA協(xié)議對(duì)工控行業(yè)的重要性
OPC UA協(xié)議已經(jīng)推出來(lái)大約10多年了。 然而具體的年數(shù)不清楚，因?yàn)閷?duì)于使用者來(lái)說(shuō)， 推出協(xié)議沒(méi)啥用，重要的是需要有支持這個(gè)協(xié)議的產(chǎn)品。而且需要市面上支持的產(chǎn)品足夠多，產(chǎn)品之間互相通訊的時(shí)候可以選擇這個(gè)協(xié)議，然后才會(huì)重視它使用它。
所以，盡管OPC UA已經(jīng)誕生10多年，但在產(chǎn)業(yè)界，支持的產(chǎn)品力度還不夠的情況下，工控同行不重視它，甚至即便有使用過(guò)，但仍然不重視，也是正常的。
然而，我在這里要跟大家推薦的是， 對(duì)工控行業(yè)來(lái)說(shuō)OPC UA會(huì)越來(lái)越重要，同行們需要逐漸認(rèn)識(shí)到它的重要性， 甚至有能力有前瞻性的工程師，從現(xiàn)在開(kāi)始就要逐漸鋪墊積累，提前布局掌握它了。而更有能力的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者，軟件開(kāi)發(fā)者，則更可以從中發(fā)現(xiàn)商機(jī)，提前布局了。
關(guān)于OPC是什么，以及之前的OPC DA的概念，同行們應(yīng)該很熟悉了。 新入門(mén)的新手不懂的話(huà)可以自己從網(wǎng)上找相關(guān)文章看一看。
而關(guān)于OPC UA， 網(wǎng)上其實(shí)也早就有了很多概念性的介紹， 其中許多還是以通俗、簡(jiǎn)介等目的介紹的。大家也不妨關(guān)鍵字搜索后逐篇過(guò)一下。了解個(gè)大概。
我這里絕不照抄所有網(wǎng)上已有文章內(nèi)容，只發(fā)表自己的觀點(diǎn)。請(qǐng)讀者獨(dú)立思考，客觀判斷， 有選擇地接受，謬誤之處，則請(qǐng)毫不留情的批評(píng)，拒絕。
UA是Unified Architecture 的簡(jiǎn)寫(xiě)，中文字面含義是統(tǒng)一架構(gòu)。
然而，如果從字面理解統(tǒng)一架構(gòu)，僅僅把他當(dāng)作已有所有OPC概念的升級(jí)版或者大一統(tǒng)，就徹底的錯(cuò)了，就看不到其重要性了。
UA統(tǒng)一架構(gòu)的不是OPC自己，而是對(duì)操作系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一。即，它是支持所有操作系統(tǒng)平臺(tái)之間的直接通訊。
操作系統(tǒng)就是除了微軟的WINDOWS系統(tǒng)， 其它所有的平臺(tái)都可以支持。 包括了各種我們現(xiàn)在耳熟能詳?shù)腖INUX, ANDRIOD , IOS，CODESYS， 以及微軟自己的WINCE等等。以及未來(lái)可能出現(xiàn)并流行的所有的操作系統(tǒng)。
為什么講它可以通用于所有操作系統(tǒng)平臺(tái)？因?yàn)閰f(xié)議本身只定義了通訊協(xié)議的內(nèi)容。那么各廠家，各操作系統(tǒng)，只要能滿(mǎn)足協(xié)議規(guī)定的規(guī)范的內(nèi)容，則都可以實(shí)現(xiàn)。 所以具體的開(kāi)發(fā)工作OPC基金會(huì)并不負(fù)責(zé)。 所以他當(dāng)然可以宣稱(chēng)對(duì)所有平臺(tái)都支持，從而成為跨平臺(tái)的協(xié)議。因?yàn)樗x的協(xié)議不依賴(lài)于操作系統(tǒng)。
而與此對(duì)應(yīng)的是老的OPC DA協(xié)議， 是嚴(yán)重依賴(lài)DCOM協(xié)議的，而DCOM協(xié)議是微軟推出的用于電腦間通訊的協(xié)議，微軟也曾經(jīng)參與了OPC DA的制訂，造成的后果便是，所有非微軟的操作系統(tǒng)平臺(tái)全部無(wú)法使用OPC DA協(xié)議，甚至微軟自己的WINCE。因?yàn)樗鼈儧](méi)有能力支持DCOM。
進(jìn)一步造成的后果是，以往， 所有的人機(jī)界面設(shè)備在跟PLC通訊的時(shí)候， 如果不包含PLC品牌的驅(qū)動(dòng)， 而需要走OPC協(xié)議的時(shí)候，就必須在電腦上安裝一個(gè)OPC SERVER的軟件中間件。 這個(gè)中間件作為一個(gè)后臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)，一方面負(fù)責(zé)跟就地的PLC通訊，另一方面向本地或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他電腦設(shè)備提供OPC數(shù)據(jù)服務(wù)。
這個(gè)OPC SERVER軟件通常是由PLC廠家提供，比如西門(mén)子的 SIMATIC NET， 三菱的MX OPSERVER等等。同時(shí)也有一些通用于各廠家協(xié)議的專(zhuān)業(yè)的OPC SERVER軟件， 最著名的即大名鼎鼎的 KEPSERVER。
所以， 以往在實(shí)現(xiàn)OPC DA的通訊的配置中，貌似以為上位機(jī)軟件與PLC進(jìn)行OPC通訊， 其實(shí)不然。 其實(shí)電腦上跟PLC通訊的還是PLC的協(xié)議，如西門(mén)子的S7協(xié)議。 如果只有一臺(tái)電腦， 那么所謂的OPC通訊，只是電腦上的兩個(gè)程序進(jìn)程之間的通訊而已。 比如WINCC或者IFIX或者組態(tài)王跟 OPC SERVER之間的通信。
所以，那個(gè)時(shí)候，電腦跟PLC的通訊網(wǎng)絡(luò)各種各樣，基本都基于各廠家自己的協(xié)議和網(wǎng)卡， 有少部分以太網(wǎng)，但大部分是基于RS485的網(wǎng)絡(luò)。
然而，當(dāng)所有主流PLC都支持以太網(wǎng)的時(shí)候，電腦和PLC之間，以及觸摸屏和PLC之間都是通過(guò)交換機(jī)接到以太網(wǎng)的鏈接的時(shí)候， 通訊還要靠OPC來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換， 第三方的觸摸屏如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)出針對(duì)特有品牌的通訊協(xié)議驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，有沒(méi)有通用協(xié)議？
沒(méi)有。這就很尷尬了。
而OPC UA的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。
既然UA協(xié)議不依賴(lài)于平臺(tái)， 那么各廠家的PLC在自家平臺(tái)上大展神通， 只要其PLC有提供以太網(wǎng)口， 只要在以太網(wǎng)口上實(shí)現(xiàn)了OPC UA SERVER功能， 那么所有的OPC 客戶(hù)端都可以直接來(lái)訪(fǎng)問(wèn)，而不再依賴(lài)于一個(gè)特定的OPC SERVER 中間件。
如此可以實(shí)現(xiàn)：
1， 觸摸屏通過(guò)OPC UA協(xié)議直接訪(fǎng)問(wèn)PLC。
2， 不同的PLC之間通過(guò)OPC UA協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)。
3， 上位機(jī)電腦SCADA上位機(jī)軟件直接與PLC通訊。
這些功能擴(kuò)展都是以前OPC DA協(xié)議時(shí)不可能實(shí)現(xiàn)的。
其中，1和2是完全全新的配置模式，而3的變化比較少，僅僅少了OPC SERVER中間件。
這對(duì)各PLC廠商無(wú)所謂， 他們反而可以省了開(kāi)發(fā)OPC SERVER 軟件的人力，不過(guò)這部分研發(fā)人員轉(zhuǎn)向其自身嵌入系統(tǒng)的OPC UA SERVER的功能開(kāi)發(fā)，大致可以相當(dāng)于不虧不賺。
然而對(duì)專(zhuān)業(yè)售賣(mài)OPC SERVER的軟件公司，比如KEP和MATRIK等來(lái)說(shuō)，幾乎是滅頂之災(zāi)。因?yàn)闆](méi)有他們的生存空間了。若干年后，當(dāng)所有品牌PLC和HMI, SCADA都支持了OPC UA之后，就沒(méi)人再需要他們了。
所以，站在專(zhuān)業(yè)OPC SERVER軟件的角度， 描述OPC UA的態(tài)度就會(huì)很曖昧，就會(huì)很言不由衷，比如會(huì)不會(huì)有意無(wú)意發(fā)表一些誤導(dǎo)同行的觀點(diǎn)。
比如許多同行所理解的OPC UA，談到優(yōu)點(diǎn)的時(shí)候僅僅是在電腦之間做通訊的時(shí)候不需要配置DCOM，而過(guò)去據(jù)說(shuō)DCOM配置起來(lái)相當(dāng)麻煩，非常難以成功。
從我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，DCOM完全沒(méi)有傳說(shuō)中的那么難。 給一個(gè)簡(jiǎn)單的提示， 如果一臺(tái)電腦完全安裝好需要的所有控制軟件后， 直接克隆到另一臺(tái)，之后對(duì)方僅僅更改電腦名，即兩臺(tái)電腦的操作系統(tǒng)、軟件環(huán)境完全一致， 用戶(hù)名和密碼等全部都一致的情況下， OPC DA通訊可以直接成功，不需要為DCOM做任何的配置，甚至完全可以無(wú)視。
所以，當(dāng)我看到許多人對(duì)OPC UA的錯(cuò)誤言論的時(shí)候，首先猜測(cè)他們是不是因?yàn)槭艿搅艘恍┛桃獾恼`導(dǎo)。
然而，我所列出的上述的 OPC UA的優(yōu)點(diǎn)好像并不能引起很多人的興趣。也更不覺(jué)得有何重要性而言。
是的，一直以來(lái)我也這么認(rèn)為的。因?yàn)榈侥壳盀橹梗?不管是觸摸屏還是上位機(jī)軟件，當(dāng)下都有通訊實(shí)現(xiàn)方案，也不覺(jué)得有多少痛點(diǎn)。
而真正的重點(diǎn)在后面。
進(jìn)入重點(diǎn)之前， 先看一篇我2年前寫(xiě)過(guò)的一篇文章：
《【萬(wàn)泉河】PLC編程：我夢(mèng)寐以求的符號(hào)尋址》
http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/PostStory.aspx?a_id=1565815&b_id=80當(dāng)時(shí)我苦苦追求的符號(hào)尋址，后來(lái)發(fā)現(xiàn)， 解決方案竟然是OPC UA。
西門(mén)子WINCC和S7-1500之間的通訊自然有固有的方法， 然而換一些品牌，比如把WINCC換為觸摸屏， 甚至第三方品牌觸摸屏的時(shí)候， 逐漸發(fā)現(xiàn)OPC UA才是最完美的解決之道，而且因?yàn)閁A的統(tǒng)一架構(gòu)， 那么會(huì)成為所有品牌的統(tǒng)一解決方案。
即， OPC UA可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的符號(hào)尋址。
對(duì)所有品牌PLC。 甚至對(duì)S7-1200/1500，都不再需要數(shù)據(jù)塊非優(yōu)化。即，即便是優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊， 也可以通過(guò)OPC UA直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，因?yàn)檫@種通訊已經(jīng)不需要絕對(duì)地址了。
有了OPC UA， 如果觸摸屏也支持了（現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始有品牌支持），那么只要選擇OPC UA通道，對(duì)PLC的數(shù)據(jù)就可以直接建立訪(fǎng)問(wèn)。
然而，需要客戶(hù)端軟件有完備的瀏覽變量功能。
通過(guò)在線(xiàn)瀏覽變量，就可以選擇并在數(shù)秒內(nèi)建立所有需要的變量。
這相當(dāng)便捷。
所以，去年我在開(kāi)發(fā)其他品牌的標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)的時(shí)候，最看重的是這個(gè)品牌的PLC是否已經(jīng)支持了OPC UA，因?yàn)橹灰С�，只要把UA通訊打通， 那我就不需要再學(xué)別的通訊方案了。 工作量也大為簡(jiǎn)化了。 原有的WINCC程序可以直接無(wú)縫對(duì)接移植過(guò)來(lái)。
如果是真實(shí)的工程項(xiàng)目，這種無(wú)縫移植帶來(lái)的高效率自是無(wú)可比擬的。 所耗費(fèi)的時(shí)間簡(jiǎn)直忽略不計(jì)��！
而更進(jìn)一步， 如果所有的上位機(jī)軟件如果也支持OPC UA， 那只要再做一套上位機(jī)的項(xiàng)目程序模板，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、程序移植各環(huán)節(jié)的工作量，也全部非常簡(jiǎn)單。從wincc到上位機(jī)， 從一個(gè)項(xiàng)目的上位機(jī)到下一個(gè)項(xiàng)目的上位機(jī)。都會(huì)帶來(lái)異乎尋常的高效率體驗(yàn)。
甚至， 在OPC UA的協(xié)議規(guī)范中，還特別涉及了對(duì)面向?qū)ο蟮闹С帧？梢园岩粋�(gè)設(shè)備對(duì)象的數(shù)據(jù)打包整體對(duì)接，這些工作到目前為止，都還在幻想藍(lán)圖里，還沒(méi)有落地成為現(xiàn)實(shí)，所以絕對(duì)值得我們每個(gè)人期待。。。。
我在前面一篇文章推薦過(guò)的上位機(jī)開(kāi)發(fā)工具PCHMI.DLL，
《0210【萬(wàn)泉河】用組態(tài)觸摸屏程序的方法生成上位機(jī)EXE軟件》
https://mp.weixin.qq.com/s/5hfgLZrWNvnt0TqopDDQcg這個(gè)工具里面包含了對(duì)OPC UA的支持，然而我研究后發(fā)現(xiàn)，其支持力度還很弱， 甚至作者對(duì)OPC UA的理解都很淺，當(dāng)然也是因?yàn)椴恢匾暎?不感興趣，因而更不支持變量瀏覽功能。所以要達(dá)到實(shí)戰(zhàn)功能， 能實(shí)現(xiàn)我們要求的符號(hào)尋址，都還有很長(zhǎng)的路要走。
所以暫時(shí)放棄了UA路線(xiàn)， 還是先能實(shí)現(xiàn)與BST的對(duì)接為目標(biāo)，先實(shí)現(xiàn)彈出式窗口的設(shè)計(jì)操作模式。變量效率的提高方面，可以作為將來(lái)的話(huà)題。
然而，我發(fā)現(xiàn)工控同行中的大多數(shù)，通常思想懶惰，沒(méi)有上進(jìn)心。
當(dāng)遇到各種功能實(shí)現(xiàn)不了效率低下的時(shí)候，不會(huì)首先審視是不是自己的能力和水平的原因，而是只會(huì)自顧個(gè)兒的在那兒抱怨，更不會(huì)想到自己挖掘其中的需求，找到好的解決方案，除了能提高自己的工作效率，同時(shí)說(shuō)不定還能為自己儲(chǔ)備積累一些資源。
我上周與一位有C#經(jīng)驗(yàn)的朋友交流開(kāi)發(fā)需求的時(shí)候， 對(duì)方竟然指點(diǎn)我去找某某高手去定制開(kāi)發(fā)， 完全沒(méi)有看到這其中存在的機(jī)會(huì)。
當(dāng)所有人都在抱怨這個(gè)行業(yè)臟苦累的時(shí)候，有沒(méi)有想過(guò)這其中反而蘊(yùn)藏了無(wú)限的機(jī)會(huì)， 你只要能做出一點(diǎn)點(diǎn)創(chuàng)新， 幫助別人有一點(diǎn)點(diǎn)效率的提高， 都有可能為你自己帶來(lái)豐富的回報(bào)。
越是落后的行業(yè)，機(jī)會(huì)越多。 如果你時(shí)常抱怨這個(gè)行業(yè)落后，那說(shuō)明機(jī)會(huì)就擺在你面前。
就看你有沒(méi)有能力抓住機(jī)遇。
最后，上文中征集PCHMI二次開(kāi)發(fā)合作項(xiàng)目繼續(xù)進(jìn)行中，目前響應(yīng)者了了。說(shuō)明這個(gè)行業(yè)具備這項(xiàng)能力且工作之余有閑暇進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)的人還太少了， 說(shuō)明了什么， 說(shuō)明這里面都是機(jī)會(huì)啊！
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