工业自动化工程师、MES/SCADA开发人员、工业物联网软件工程师、控制系统集成人员。
理解OPC UA的架构特点(跨平台、安全、信息建模)。
掌握OPC UA服务器的配置与客户端的开发方法。
能够独立完成基于OPC UA的数据采集与系统集成。
OPC技术演进:OPC的产生背景(解决设备驱动标准化问题);OPC Classic(DA、AE、HDA)的特点与局限(COM/DCOM依赖、安全性差、跨平台困难);OPC UA(统一架构)的诞生与设计目标。
OPC UA架构:OPC UA的协议栈(TCP、HTTPS);OPC UA的C/S模式;OPC UA的P/S模式(发布/订阅);OPC UA的传输方式(UA Binary、UA XML);OPC UA的安全性(加密、签名、认证)。
OPC UA信息模型:信息模型的概念(用对象、变量、方法描述现实世界);节点(Node)与引用(Reference);对象类型(ObjectType)、变量类型(VariableType)、数据类型(DataType);方法(Method)的定义与调用。
OPC UA地址空间:地址空间的层次结构(根、对象、变量);标准节点的定义;浏览地址空间(Browse服务);读写变量(Read、Write服务);订阅数据变化(MonitoredItem、Subscription)。
OPC UA服务集:发现服务(FindServers、GetEndpoints);会话服务(CreateSession、ActivateSession);节点管理服务(AddNodes、AddReferences);属性服务(Read、Write、HistoryRead);方法服务(Call)。
OPC UA安全机制:OPC UA的安全架构(应用层、通信层);证书管理(应用实例证书);加密算法(AES、RSA);签名机制;用户认证(用户名/密码、证书);安全策略的选择(None、Basic128Rsa15、Basic256)。
OPC UA服务器开发:开源OPC UA SDK(open62541、UA-.NETStandard、C++ SDK)的介绍;open62541的编译与安装;创建最简单的OPC UA服务器;添加变量节点;处理读写请求;实现历史数据存储。
OPC UA客户端开发:基于open62541的客户端开发;发现服务器(FindServers);连接到服务器(CreateSession);浏览地址空间(Browse);读取/写入变量(Read/Write);订阅数据变化(CreateSubscription、AddMonitoredItems)。
OPC UA与PLC通信:西门子PLC的OPC UA服务器配置(S7-1500/1200);罗克韦尔PLC的OPC UA支持;OPC UA服务器直接集成在PLC中;通过OPC UA网关连接传统设备。
OPC UA Pub/Sub:Pub/Sub模式的优势(解耦、可扩展);MQTT传输与UADP传输;发布者(Publisher)的配置;订阅者(Subscriber)的实现;与云平台的集成。
OPC UA Companion Specifications:配套规范的作用(行业特定信息模型);OPC UA for Machine Tool(机床);OPC UA for Robotics(机器人);OPC UA for PLCopen(PLC编程);OPC UA for MDIS(过程自动化)。
综合实战项目:基于open62541的OPC UA服务器与客户端开发,包含服务器端设备信息建模、变量添加、历史数据存储;客户端浏览地址空间、读写变量、订阅数据变化;与真实PLC(西门子/罗克韦尔)的OPC UA通信集成。