首先，OPC UA 是什么？

OPC UA是一種開放的、基于以太網的通信標準，它集成了OPC Classic規范的所有功能，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上運行，支持數據、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4.0和物聯網的重要通信標準之一。

接下來，我們將重點探討正在開發的「現場級通信協議」(Field-Level Communication，FLC)OPC UA 規范：OPC UA FX，并深入了解它對工業通信標準的潛在影響。

OPC UA FX 是什么？

OPC UA Field eXchange 是一套用于現場級通信的OPC UA規范，通常被稱為 OPC UA FX 或 UAFX，是 OPC UA 通信標準的一個擴展。它旨在實現不同廠商的自動化組件之間的過程和配置數據交換。

OPC UA FX的第一套規范已經于2022年11月8日發布，這為使用OPC UA在現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 的優點已經在工業中逐漸被廣大行業人士所認可。它是一個獨立于制造商的通信協議，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 將為工業現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統一的數據交換和表達，從車間地面的傳感器到云端的數據交換，從 OT 到 IT，都能實現。

OPC UA FX 是如何開發的？

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

那么，OPC UA FX 有什么獨特之處呢？首先，它結合了時間敏感網絡（Time-Sensitive Networking, TSN）機制，支持通過以太網進行實時網絡訪問。這意味著它可以同時實現同步數據交換和確定性傳輸。換句話說，它能確保數據恰好在需要的時候到達其目的地，并且可以預測數據的交付時間。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 會取代現有的以太網或現場總線協議嗎？

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。OPC UA 的下一步是解決機器（PLC）之間的通信問題，因為大多數以太網和現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有的現場總線和工業以太網協議。這些協議都根據其自身的優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議。