知识讲堂 | 问道OPC UA Pub/Sub

OPC UA 支持哪些模式？

目前来讲OPC UA技术主要有两种模式：Client/Server模式和Pub/Sub模式。

在OPC UA Client/Server模式下，OPC UA Server构建地址空间并提供数据和服务。OPC UA Client使用请求的方式来访问OPC UA Server中的数据和服务，OPC UA Server以应答方式来回应OPC UA Client的请求，是一种典型的点对点通信。

OPC UA经常涉及到的服务如下：

地址空间的浏览;

安全通道的建立、激活和关闭;

节点的创建、删除、关联等;

数据空间的读写，历史数据的查询;

监视项及订阅的创建和删除等等。

OPC UA Pub/Sub模式基于IEC62541标准Part14，是一种基于内容的消息传输方式，每个消息都有一个标识，网络中的客户可以发布和订阅某一标识的消息，一旦发布了某一标识的消息，所有的订阅者一旦订阅了该标识都将会收到这一标识的消息。

OPC UA Pub/Sub模式实现了应用和数据的解耦，不再像Client/Server模式那样需要建立多个点对点的连接，可以实现一点对多点的数据传输，发送者不需要关注有多少个连接者，只要发送者就绪就可以“生产”数据，因此只需要较少的资源就可以运行服务，可以部署在一些资源受限的设备上。

OPC UA Pub/Sub模式有哪些传输方式?

OPC UA Pub/Sub模式独立于OPC UA Client/Server模式，主要有四种传输模式：

使用MQTT/AMQP代理进行消息交换;

使用UDP广播机制实现Pub/Sub模式的UADP消息映射和消息快速交换;

将UADP 消息映射到以太网类型为0xB62C的数据帧实现消息交换;

基于TSN技术进行消息交换。

菲尼克斯PLCnext控制器目前已实现了第二种基于UDP广播机制的OPC UA Pub/Sub功能，具体实现方法可以到“菲尼克斯自动化”微信公众号下载相关资料。另外，PLCnext Store网站(https://www.plcnextstore.com/#/)也有关于OPC UA over MQTT 的应用实践，有兴趣的自动化同仁可以关注。

OPC UA Pub/Sub信息模型是如何构成的？

OPC UA Pub/Sub信息模型如上图所示，由以下组件构成：

PublishedDataSet

PublishedDataSet包含DataSetMetaData，该DataSetMetaData描述了由PublishedDataSet生成的DataSet内容以及相应的数据采集参数。

DataSetWriter

DataSetWriter参数是创建DataSetMessages必需的。每个DataSetWriter都绑定到单个PublishedDataSet。PublishedDataSet可以有多个DataSetWriter。

WriterGroup

WriterGroup参数是创建NetworkMessage所必需的。每个编写器组可以有一个或多个DataSetWriter。其中一些参数用于创建DataSetMessages。

PubSubConnection

PubSubConnection参数表示传输协议所需的设置。一个连接可以有多个写入器组和读取器组。

ReaderGroup

用于对DataSetReader列表进行分组，包含它们的一些共享设置。它与WriterGroup不对称，也与特定的NetworkMessage无关。与NetworkMessage相关的筛选器设置位于DataSetReader上。

DataSetReader

DataSetReader参数表示用于筛选和解码NetworkMessage和DataSetMessages的配置信息。

SubscribedDataSet

SubscribedDataSet参数定义了DataSetReader在订阅接收方对数据集的解码处理。

PublishSubscribe

PublishSubscribe是Pub/Sub分组的管理。它包含PublishedDataSets列表和PublishSubConnections列表。

菲尼克斯PLCnext控制器OPC UA Pub/Sub功能有哪些特征？

ReaderGroup或WriterGroup的所有变量的最大消息字节数：1472字节

最大通信连接数：4

WriterGroups的最大数量：8

ReaderGroups的最大数量：8

Writers的最大数量：32

Readers的最大数量：32

datasets的最大数量：32

数据发布的最小间隔：20ms

参考资料：OPC UA规范

（菲尼克斯自动化）