首先，OPC UA 是什么？

OPC UA是一種開放的、基于以太網(wǎng)的通信標準 ，它集成了OPC Classic規(guī)范的所有功能，并提供了一個可擴展的框架。OPC UA可以在不同的硬件平臺和操作系統(tǒng)上運行，支持數(shù)據(jù)、事件和方法的交互，以及復雜的信息建模。

OPC UA還具有高級的安全性，可以加密、簽名和驗證消息，以及控制客戶端和服務器之間的連接。OPC UA是工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的重要通信標準之一。

接下來，我們將重點探討正在開發(fā)的**「現(xiàn)場級通信協(xié)議」(Field-Level Communication，F(xiàn)LC)**OPC UA 規(guī)范： OPC UA FX ，并深入了解它對工業(yè)通信標準的潛在影響。

OPC UA FX 是什么？

OPC UA Field eXchange 是一套用于現(xiàn)場級通信的OPC UA規(guī)范，通常被稱為 OPC UA FX 或 UAFX ，是 OPC UA 通信標準的一個擴展。它旨在實現(xiàn)不同廠商的自動化組件之間的過程和配置數(shù)據(jù)交換。

OPC UA FX的第一套規(guī)范已經于2022年11月8日發(fā)布，這為使用OPC UA在現(xiàn)場級通信奠定了基礎。目前，OPC UA FX仍在不斷完善和擴展，以滿足工廠自動化和過程自動化的各種用例和需求，包括**實時、運動和安全。**預計在2023年，將有更多的OPC UA FX兼容的產品和解決方案推出市場。

為何我們需要 OPC UA FX？

首先，OPC UA 的優(yōu)點已經在工業(yè)中逐漸被廣大行業(yè)人士所認可。它是一個獨立于制造商的通信協(xié)議，為從設備級到更高級別的信息交換提供了一個標 準化的格式 。對于機器制造商和線路建設者來說，采用 OPC UA 意味著他們能讓其客戶更簡易地獲取并解讀由各種機器產生的各種信息。

然而，OPC UA FX 進一步完善了這個概念。它不僅針對機器之間的通信提供了 低層的擴展 ，而且能夠實現(xiàn) 不同制造商的機器之間的同步 。通過以**「語義」為基礎的通信，OPC UA FX 將為工業(yè)現(xiàn)場提供全新的控制和交互方式。**

OPC UA 與 UAFX 旨在為所有生產層面實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和表達，從車間地面的傳感器到云端的數(shù)據(jù)交換， 從 OT 到 IT ，都能實現(xiàn)。

OPC UA FX 是如何開發(fā)的？

為了確保來自不同制造商的設備能夠順利地互聯(lián)互通，OPC 基金會的 FLC 團隊正在積極地為 OPC UA FX 制定相關規(guī)范。OPC UA FX 將提供 專用的通信機制和數(shù)據(jù)配置文件 ，以規(guī)定各種自動化設備之間的數(shù)據(jù)交換。

那么，OPC UA FX 有什么獨特之處呢？首先，它結合了 時間敏感網(wǎng)絡 （Time-Sensitive Networking, TSN）機制，支持通過以太網(wǎng)進行 實時網(wǎng)絡訪問 。這意味著它可以同時實現(xiàn) 同步數(shù)據(jù)交換和確定性傳輸 。換句話說，它能確保數(shù)據(jù)恰好在需要的時候到達其目的地，并且可以預測數(shù)據(jù)的交付時間。這種結合 TSN 的特性使 OPC UA FX 特別適用于那些需要精確同步和低延遲的應用場景。

OPC UA FX 會取代現(xiàn)有的以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線協(xié)議嗎？

目前，OPC UA 已經成功地集成到眾多機器中，并與 IT 應用進行互聯(lián)。OPC UA 的下一步是解決 機器（PLC）之間的通信問題 ，因為大多數(shù)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線在其標準中并沒有涵蓋這一功能。因此，OPC UA FX 在這方面的通信應用也是非常有前景的。

但是，當考慮到機器到設備以及設備到設備層面的控制通信時，情況就變得復雜許多。在這些層面上的應用，很多時候要取決于成本、復雜性以及信息模型的標準化等因素。

在未來，OPC UA FX 不太可能完全替代現(xiàn)有的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。這些協(xié)議都根據(jù)其自身的優(yōu)勢找到了自己的應用領域。相反，更有可能的是，OPC UA FX 將憑借其新的 UAFX 功能來滿足尚未被滿足的需求，從而成為設備制造商需要支持的另一種協(xié)議。

關于作者

Joakim Wiberg ，擔任 Anybus 的技術總監(jiān)。此外，Joakim 還身兼 ODVA 的首席技術官（CTO）一職，并經常受邀為安全性和工業(yè)通信領域進行專題演講。

Thierry Bieber ，擔任 HMS 歐洲地區(qū)工業(yè)行業(yè)經理。Thierry 在工業(yè)通信和機器基礎設施應用上積累了超過 20 年的豐富經驗。此外，他還活躍于多個標準化組織中，如 PROFINET International。

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審核編輯 黃宇