贾子玮

（同济大学 上海 201804）

引言

工业通信最早使用各类总线技术，如Sercos，Can，Modbus和Profibus等。现场总线能够满足工业实时控制和监测需求，但不同供应商提供的接口往往不同，设备间互连成为困难，网络的异构造成工厂内信息化升级十分困难[1]。工业以太网技术是总线技术的延伸，常用的有Profinet，Ethernet/IP和EtherCat等[2]，工业以太网解决了硬件接口不同的问题，将通信物理层和链路层进行了统一，但在传输层和应用层仍然没有一个统一标准。传统的工业以太网依然需要复杂的线缆连接，导致系统维护成本极高，可重构性很差。OPC UA（OPC统一架构）作为新一代工业通信协议，在应用层面制定了工业通信的标准，同时OPC UA是基于TCP/IP协议进行设计的，可以很好地融入蜂窝网络[1]。

5G蜂窝无线通信技术既可以解决总线网络异构的问题，也可以避免现场繁杂的布线。因此，本文对OPC UA技术进行了介绍，并提出了OPC UA与5G网络的融合方案，为企业无线化升级提供解决方案。

1 OPC UA

OPC通信标准的核心是互通性和标准化，OPC可以使不同工业设备间通过以太网进行通信，但其局限于单一的平台[3]，难以移植到嵌入式设备上，因此没有得到广泛的应用。OPC基金会发布了最新的数据通讯统一方法，即OPC UA，并使用面向服务的架构思想对其进行了协议的规范和开发[2]。

OPC UA的规范由13部分组成，其中比较重要的有信息模型和地址空间模型等[4]。信息模型的基础构件是OPC UA地址空间。地址空间将物理世界抽象为虚拟对象，如传感器节点，机床，PLC等，均被视为统一的地址空间，并对其各种属性进行虚拟描述。……