首先，OPC UA 是什么？
OPC UA是一种开放的、基于以太网的通信标准，它集成了OPC Classic规范的所有功能，并提供了一个可扩展的框架。OPC UA可以在不同的硬件平台和操作系统上运行，支持数据、事件和方法的交互，以及复杂的信息建模。
OPC UA还具有高级的安全性，可以加密、签名和验证消息，以及控制客户端和服务器之间的连接。OPC UA是工业4.0和物联网的重要通信标准之一。
接下来，我们将重点探讨正在开发的「现场级通信协议」(Field-Level Communication，FLC)OPC UA 规范：OPC UA FX，并深入了解它对工业通信标准的潜在影响。
OPC UA FX 是什么？
OPC UA Field eXchange 是一套用于现场级通信的OPC UA规范，通常被称为 OPC UA FX 或 UAFX，是 OPC UA 通信标准的一个扩展。它旨在实现不同厂商的自动化组件之间的过程和配置数据交换。
OPC UA FX的第一套规范已经于2022年11月8日发布，这为使用OPC UA在现场级通信奠定了基础。目前，OPC UA FX仍在不断完善和扩展，以满足工厂自动化和过程自动化的各种用例和需求，包括实时、运动和安全。预计在2023年，将有更多的OPC UA FX兼容的产品和解决方案推出市场。
为何我们需要 OPC UA FX？
首先，OPC UA 的优点已经在工业中逐渐被广大行业人士所认可。它是一个独立于制造商的通信协议，为从设备级到更高级别的信息交换提供了一个标准化的格式。对于机器制造商和线路建设者来说，采用 OPC UA 意味着他们能让其客户更简易地获取并解读由各种机器产生的各种信息。
然而，OPC UA FX 进一步完善了这个概念。它不仅针对机器之间的通信提供了低层的扩展，而且能够实现不同制造商的机器之间的同步。通过以「语义」为基础的通信，OPC UA FX 将为工业现场提供全新的控制和交互方式。
OPC UA 与 UAFX 旨在为所有生产层面实现统一的数据交换和表达，从车间地面的传感器到云端的数据交换，从 OT 到 IT，都能实现。
OPC UA FX 是如何开发的？
为了确保来自不同制造商的设备能够顺利地互联互通，OPC 基金会的 FLC 团队正在积极地为 OPC UA FX 制定相关规范。OPC UA FX 将提供专用的通信机制和数据配置文件，以规定各种自动化设备之间的数据交换。
那么，OPC UA FX 有什么独特之处呢？首先，它结合了时间敏感网络（Time-Sensitive Networking, TSN）机制，支持通过以太网进行实时网络访问。这意味着它可以同时实现同步数据交换和确定性传输。换句话说，它能确保数据恰好在需要的时候到达其目的地，并且可以预测数据的交付时间。这种结合 TSN 的特性使 OPC UA FX 特别适用于那些需要精确同步和低延迟的应用场景。
OPC UA FX 会取代现有的以太网或现场总线协议吗？
目前，OPC UA 已经成功地集成到众多机器中，并与 IT 应用进行互联。OPC UA 的下一步是解决机器（PLC）之间的通信问题，因为大多数以太网和现场总线在其标准中并没有涵盖这一功能。因此，OPC UA FX 在这方面的通信应用也是非常有前景的。
但是，当考虑到机器到设备以及设备到设备层面的控制通信时，情况就变得复杂许多。在这些层面上的应用，很多时候要取决于成本、复杂性以及信息模型的标准化等因素。
在未来，OPC UA FX 不太可能完全替代现有的现场总线和工业以太网协议。这些协议都根据其自身的优势找到了自己的应用领域。相反，更有可能的是，OPC UA FX 将凭借其新的 UAFX 功能来满足尚未被满足的需求，从而成为设备制造商需要支持的另一种协议。
