1.OPC服務器

OPC 服務器是 OPC 通信的基礎。它是實現(xiàn)OPC標準，從而對外提供標準化的OPC接口的軟件。在內(nèi)部，實施了用于控制制造商的專有通信協(xié)議。OPC 服務器由不同方提供。

2.OPC客戶端

OPC 客戶端是 OPC 服務器的邏輯對應物。OPC Server可以連接到OPC Client，讀取Server提供的數(shù)據(jù)。由于 OPC 服務器實現(xiàn)了 OPC 標準的預定義接口，每個客戶端都可以訪問任何 OPC 服務器并以相同的方式與服務器交換數(shù)據(jù)。

市面上有很多免費的OPC測試客戶端，可以非常簡單明了的測試服務器的功能和配置。可以在很短的時間內(nèi)搜索、連接現(xiàn)有數(shù)據(jù)點并查看當前值。
在操作使用中，通過獨立應用程序測試數(shù)據(jù)源“OPC”的功能非常重要，從而將其從更高級別的應用程序中抽象出來。一個流行的測試客戶端是 來自 Unified Automation 的 Test-Client。

3. OPC 經(jīng)典與 OPC UA

OPC規(guī)范的現(xiàn)行標準是OPC UA（OPC Unified Architecture）。它是舊 OPC 標準的繼承者，稱為 OPC Classic。直到今天，許多 OPC 服務器的安裝都是經(jīng)典 OPC 服務器。舊標準已經(jīng)非常成功地解決了實現(xiàn)獨立于制造商的自動化數(shù)據(jù)交換任務，并定義了基本接口。OPC Classic 的缺點是缺乏平臺獨立性。OPC Classic 基于 Microsoft 技術 COM 和 DCOM  ，因此 OPC Server 和 OPC Client 安裝僅限于 Microsoft Windows 操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡。隨著其他平臺（Linux、Web 架構(gòu)、云、物聯(lián)網(wǎng)設備、CPS 等）的日益成功，OPC 的分布受到限制。
這OPC 基金會認識到了這一點，并創(chuàng)建了 OPC UA 的繼任者。OPC UA 將平臺獨立性和互操作性作為其主要目標。從技術上講，該標準建立在基本網(wǎng)絡技術（TCP/IP、http/SOAP）的基礎上。數(shù)據(jù)交換的基本概念被進一步的概念所采用、組合和補充（見 規(guī)范。

4.OPC UA發(fā)布/訂閱

OPC UA Pub/Sub中的通信參與者分為Publisher和Subscriber。設備和軟件可以通過 Broker 相互通信，而不必依賴客戶端/服務器通信的一對一關系。因此，可以加速系統(tǒng)內(nèi)的通信并且可以節(jié)省處理器容量。 

5.OPC基金會

OPC 基金會是該  標準背后的組織，擁有 678 名成員，擁有非常廣泛的基礎。其成員包括自動化行業(yè)的全球參與者。例如：西門子、霍尼韋爾、微軟、倍福、SAP、橫河電機、ABB、羅克韋爾、施耐德電氣、萬可、Iconics。基金會的所有成員都可以在 OPC 基金會成員列表中找到。該協(xié)會成立于 1994 年，并于 1996 年發(fā)布了第一版 OPC。從那時起，它一直非常成功地積極致力于 OPC 標準的進一步發(fā)展和傳播

6.OPC規(guī)范

標準 OPC UA 由單獨的規(guī)范組成。每個規(guī)范都描述了一個部分功能，并指定必須為此功能實現(xiàn)哪些服務器和客戶端接口才能支持它。OPC 服務器和客戶端不必支持所有規(guī)范。根據(jù)應用，通常只對個別規(guī)格進行編程。因此，在使用 OPC 服務器和客戶端時，重要的是要考慮需要哪些規(guī)范以及服務器和客戶端實現(xiàn)哪些規(guī)范。

OPC UA 包含以下規(guī)范：

1. 概念
2. 安全模型
3. 地址空間模型
4. 服務
5. 信息模型
6. 映射
7. 配置文件
8. 數(shù)據(jù)訪問
9. 警報和條件
10. 程序
11. 歷史訪問
12. 發(fā)現(xiàn)
13. 聚合
14. PubSub

對于操作使用，沒有必要詳細了解規(guī)格。對于項目業(yè)務最重要的是：

數(shù)據(jù)訪問

數(shù)據(jù)訪問規(guī)范描述了當前數(shù)據(jù)的經(jīng)典交換。OPC Classic 標準已經(jīng)指定數(shù)據(jù)交換是面向數(shù)據(jù)點的。可以為每個數(shù)據(jù)點讀取和寫入一個值。數(shù)據(jù)點值由實際值、值是當前值的時間戳和質(zhì)量來描述，質(zhì)量描述值是否有效，或者，例如，與控制器的連接是否中斷，因此該值是無效。僅此規(guī)范就可以獨立于底層系統(tǒng)獲取和處理數(shù)據(jù)。
在當前標準中，已經(jīng)擴展了復雜數(shù)據(jù)類型（結(jié)構(gòu)）和函數(shù)的可能性，以滿足新的要求。

歷史訪問

使用歷史訪問規(guī)范，不僅可以讀取當前值的數(shù)據(jù)，還可以查詢歷史值。實現(xiàn)此規(guī)范的 OPC 服務器必須具有內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，以便為可能的歷史訪問提供數(shù)據(jù)點值。通過 Historical Access 讀取歷史數(shù)據(jù)點的客戶端除了數(shù)據(jù)點信息外，還會將所需的時間跨度傳輸?shù)椒掌鳌?/font>

7. 配套規(guī)范

OPC UA 標準化了與機器和系統(tǒng)的簡單數(shù)據(jù)交換，配套規(guī)范還標準化了類似機器和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，其中指定了要交換的數(shù)據(jù)。根據(jù)工業(yè) 4.0 理念，這將顯著簡化網(wǎng)絡，因為來自不同制造商的機器提供和接收相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

8. OPC UA 中的安全性

在 OPC UA 標準的開發(fā)過程中，從一開始就考慮了最高程度的安全性。與 OPC Classic 不同，OPC UA 是“防火墻友好型”開發(fā)的，即它可以通過標準網(wǎng)絡技術進行控制和引導。
傳輸層上已經(jīng)提供了幾種協(xié)議。因此，二進制協(xié)議可以直接在 TCP/IP 上用于快速應用程序或帶有 HTTPS 的跨平臺 SOAP。
128 或 256 位加密用于在傳輸過程中保護數(shù)據(jù)，以及消息簽名、數(shù)據(jù)包排序和用戶身份驗證。
OPC UA 使用證書交換來進一步提高安全性，因此每個客戶端都必須使用證書進行身份驗證。通過這種方式，可以控制允許哪個客戶端連接到服務器。
BSI 調(diào)查了 OPC UA 的安全性， 沒有發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性安全漏洞。

9.隧道

隧道是指將 OPC 數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)段傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)段。該術語起源于 OPC Classic 時代，因為由于使用了 DCOM 技術，通過 OPC Classic 進行跨網(wǎng)絡通信非常困難或幾乎不可能。一些軟件制造商為此創(chuàng)建了一個解決方案，封裝數(shù)據(jù)流量并將其轉(zhuǎn)換為簡單的 TCP/IP，以便數(shù)據(jù)流量可以通過防火墻。在目標網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)流量再次解包并在 OPC Classic 服務器中可用。
使用 OPC UA 技術，不再需要隧道。如果只安裝了一個 OPC Classic 服務器，但要跨網(wǎng)絡進行通信，則需要 OPC 包裝器。為此，使用 OPC UA 服務器，例如KEPServerEX，作為客戶端從 OPC Classic 服務器獲取數(shù)據(jù)，并通過 OPC UA 防火墻友好地提供此數(shù)據(jù)。

10. 基于 TSN 的 OPC UA

OPC UA over TSN 專為控制系統(tǒng)之間現(xiàn)場級的實時通信而設計。TSN 代表時間敏感網(wǎng)絡，描述了具有確定性響應時間的機器網(wǎng)絡的要求。與 OPC UA 的客戶端-服務器操作不同，TSN 上的 OPC UA 根據(jù)發(fā)布者-訂閱者方法進行通信。對于在正常的基于以太網(wǎng)的非實時環(huán)境中使用 OPC UA，OPC UA over TSN 目前沒有任何作用

11. 基于 MQTT 的 OPC UA 發(fā)布/訂閱

Pub/Sub的原理不僅被OPC UA Pub/Sub Plug-in使用，通用的消息協(xié)議MQTT也使用了它。這兩個插件都可以使 OPC Router作為發(fā)布者和訂閱者運行。但是，OPC UA Pub/Sub 插件與 MQTT 插件的不同之處在于 OPC UA 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在 OPC UA Pub/Sub 插件中可用。這允許 OPC Router將 OPC UA 數(shù)據(jù)發(fā)布到其他設備或系統(tǒng)以供進一步處理，或者從其他設備或系統(tǒng)訂閱 OPC UA 數(shù)據(jù)。通過 MQTT 實現(xiàn) OPC UA 數(shù)據(jù)會困難得多，因為 MQTT 中的大部分消息內(nèi)容都是用 XML 或 JSON 描述的。  

12.OPC XML

OPC XML 規(guī)范是 OPC 基金會首次嘗試實現(xiàn)平臺獨立性并打破與 Microsoft 技術的聯(lián)系。當時出現(xiàn)的 XML 格式與 Web 技術結(jié)合使用。2003 年，OPC XML 規(guī)范發(fā)布。然而，三年后的 2006 年，OPC UA 的第一個版本已經(jīng)面世，OPC XML 已經(jīng)過時。

13.DCOM

微軟技術DCOM是COM技術的網(wǎng)絡版本。COM全稱Component Object Model，是微軟操作系統(tǒng)后臺的面向?qū)ο蠹夹g。它用于讓不同的應用程序智能地協(xié)同工作。由于它是 OPC 標準制定時的領先技術，因此被用作基礎。OPC Classic 服務器是一個 COM 組件，由客戶端連接。如果 OPC Classic 服務器通過網(wǎng)絡連接，則必須使用分布式 COM (DCOM) 協(xié)議，該協(xié)議深深植根于 Windows 操作系統(tǒng)中。DCOM 具有復雜的驗證邏輯，并使用多個動態(tài)的 TCP/IP 連接，使其無法被防火墻控制并被斷然阻止。因此，在實踐中，通常不會建立 DCOM 連接。

14. 平臺獨立性和互操作性

OPC UA 通過 TCP/IP 和網(wǎng)絡通信協(xié)議變得完全獨立于平臺。可以通過這些協(xié)議尋址 OPC 服務器，使其數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中可用。OPC 服務器是在 Windows 操作系統(tǒng)、Linux、UNIX 還是 Mac 上運行都無關緊要。即使是完全擁有 TCP/IP 堆棧的平臺也可以實現(xiàn) OPC 服務器。因此，典型的嵌入式系統(tǒng)、設備和控件可以充當服務器。平臺獨立性的目標已經(jīng)實現(xiàn)，并導致 OPC UA 的快速分發(fā)。互操作性是基礎設施與網(wǎng)絡中各種 OPC UA 參與者的邏輯結(jié)果。

15. OPC UA 和工業(yè) 4.0

2011 年， 工業(yè) 4.0 一詞首次在工作組中使用。OPC UA 早已被定義為標準。然而，OPC UA 是工業(yè) 4.0 的領先通信協(xié)議之一。工廠智能聯(lián)網(wǎng)需要通用語言。這正是 OPC UA 提供的，因此是實施工業(yè) 4.0 的重要工具。