來自生產過程的數據是工廠自動化和信息化建設的基礎。工廠中的數據采集系統負責從各種控制器、儀表和控制系統中采集數據、并把這些數據傳遞和共享給其它需要這些數據的系統。這些數據消費系統和數據采集系統間需要統一的數據交換協議才能實現數據的共享。 應用軟件之間有多種多樣的數據交換方式，如通過中間數據文件、中間數據庫、共享內存等中間環節交換數據，應用程序間也可以通過約定的方式和協議直接通信，如通過DDE、COM、DCOM、OLE接口和網絡通信接口等。 OPC是OPC基金會在微軟Windows的OLE技術基礎上發展的一種數據交換方法，其目的就是通過一個統一的接口實現不同廠商的軟件產品間的數據交換。經過多年的發展，OPC組織發展了OPC DA（數據采集）、OPC Alarms&Events（報警和事件）、OPC HDA（歷史數據）、Batch（批次）、Security（安全）等技術，OPC DA在自動化行業得到了廣泛的應用。 隨著自動化和信息化的快速發展，用戶系統日益復雜，系統規模日益擴大，用戶希望把從工廠底層的設備信息到高層的企業決策信息都能夠有效地集成和整合，在工廠各種各樣的自動化和信息化系統都能夠有效利用自己所需要的有價值信息。 充分的信息和共享是工廠自動化的基礎，信息孤島的打破是提高工廠綜合生產效率的前提，因此用戶對數據的交互和共享的要求越來越高，數據和交換的核心地位越來越凸顯。傳統的OPC技術逐漸顯示出其不夠靈活，安全機制不足，平臺局限、實現和使用過于復雜等諸多弱點，因此OPC基金會在2006年推出OPC UA這一全新的統一架構來取代OPC DA技術。OPC UA徹底拋棄了過時的COM和DCOM技術，和OPC DA相比，OPC UA是一個巨大的進步，OPC UA不再局限于Windows系統，而是跨平臺的技術標準，面向未來的網絡計算時代，是以SOA、WebService為核心的理想數據交換技術。 1、 OPC UA OPC UA（OPC Unified Architecture）指OPC統一體系架構，是OPC的最新發展，是一種基于服務的跨越平臺的解決方案。 與OPC DA標準相比，OPC UA是跨平臺的，提供更高的可靠性、安全性和數據集成，能顯著改進企業信息的連通性。 OPC UA有以下特點： （1）擴展了OPC的應用平臺，把過去只在Windows平臺上的OPC技術拓展到Linux和Unix平臺。開放的基于Internet的WebService的服務架構（SOA）和基于Internet的異常靈活的數據交換系統，為構建跨地域的數據采集系統提供了有力的技術支撐。基于OPC UA標準的產品可更好地實現工廠級的數據采集和管理，從PLC、DCS等現場設備，到HMI、SCADA，再到生產制造系統，再到企業上層管理軟件，都可以通過OPC UA標準，統一進行溝通。 （2）OPC UA標準使產品的開發和使用更為簡單。OPC標準促進了工廠自動化系統和信息化管理系統間的數據互操作能力，避免了非標準數據接口的復雜性。OPC UA產品的開發比非OPC產品更為容易，因此越來越多的廠商開始開發基于OPC UA的服務器和客戶端應用。 （3）OPC UA定義了統一數據和服務模型。包括：代表結構、行為和語義的信息模型、使應用程序相互作用的消息模型、在終端之間傳輸數據的通信模型和保證系統之間實現互操作性的一致性模型。這些統一的模型使數據組織更為靈活，可以實現報警與事件、數據存取、歷史數據存取、控制命令、復雜數據的交互通信。 （4）OPC UA支持查詢和通知服務，服務消息可以是二進制的,也可以是XML的，這意味著OPC UA不僅僅適于設備層、自動化層到信息化層的數據交換，還可以透過Internet實現遠程的數據交換，能滿足自動化工廠所有層面數據交換的需要。 （5）OPC UA比OPC DA更安全。OPC UA傳遞的數據是可以加密的，并對通信連接和數據本身都可以實現安全控制。新的安全模型保證了數據從原始設備到MES,ERP系統,從本地到遠程的各級自動化和信息化系統的可靠傳遞。 總之，數據及其交互已逐漸成為自動化和信息化系統應用的核心，自動化系統將向大型化、系統化方向發展，數據整合也將向最底層的設備à控制層à最上層的決策管理層的方向延伸。OPC UA是一種能很好的滿足這種數據交換要求的技術。OPC UA的出現是新時代自動化系統的需要，是Internet的重要性在自動化系統中越來越加強的產物，是用戶需要統一、簡化而易用的數據采集和交換技術的必然，是網絡計算、云計算時代的SOA、WebService等新技術在工廠信息化建設中應用的必然，它符合未來自動化系統和信息系統發展的趨勢。 如果說OPC UA是網絡計算、云計算時代的一種基于SOA、WebService的新的理想的數據采集技術，那么.NET就是新一代自動化和信息化軟件的理想開發和運行平臺。OPC UA作為數據交換技術和.NET作為軟件的開發和運行平臺，在思想上如出一轍，在面向未來，無縫構建強大、統一、安全的自動化系統和信息系統方面，OPC UA與.NET可以說是不謀而合。 九思易自動化軟件的易控（INSPEC）組態軟件完全基于.NET平臺，全面支持OPC標準。下一代產品將全面支持OPC UA標準，將繼續通過應用Microsoft .NET，基于SOA和Web Services的數據采集方案，提供一個公共的、集成的、安全的數據模型和設備通訊環境，從而實現整個工廠層面的自動化和信息化管理。 2、 .NET平臺 Microsoft . NET是Microsoft耗巨資多年悉心研究于2002年全球同步推出的新一代操作平臺。早期的.NET作為用戶選擇安裝的選件外掛在Windows （98,2000,XP）系統，從Windows Vista開始，在Windows 7和未來的Windows系統中，.NET系統將內置于Windows系統之中，,成為Windows操作系統的重要構成部分。 .NET是網絡時代所需要的新一代計算平臺, 它改變了傳統的計算機計算模式，取而代之以網絡計算模式。.NET技術的核心就是以”網絡計算”取代”計算機計算”，突破了“軟件運行于計算機”的概念，將軟件的運行革命性的擴展到網絡范圍，可以說真正的.NET時代的軟件是運行于“計算機網絡”的。 NET功能強大而統一，易于構建和運行具有全新客戶體驗的各種各樣的功能的強大應用。基于.NET平臺開發的應用軟件，具有許多基于Windows API的軟件所不具有的優越性，主要體現在以下方面： （1） 網絡化的計算平臺，基于XML、基于組件、基于服務、基于協同的理念和大量現有的程序代碼可以實現使用傳統技術難以實現的功能。能以更少的時間解決更大和更復雜的應用系統。網絡化大型應用解決方案是自動化軟件未來發展的重要方向。 （2） .NET在Windows系統中的地位越來越重要。從早期作為外掛選件到目前內置于Vista和Windows 7等所有Windows系統，這充分表明.NET是未來Windows的重要組成部分。Windows系統中大量新的技術都以.NET的形式出現，而且這些技術呈現跨平臺的趨勢， 未來在Unix\Linux\Solaris\Mac OS等其它操作系統上運行。 （3） 更加穩定可靠和安全。.NET應用軟件能有效避免傳統Windows程序常見的指針問題引起的內存泄露、DLL噩夢、注冊表依賴以及編程接口不一致引起的問題。.NET程序具有自動垃圾回收功能,統一而簡潔的編程接口技術等都能顯著提高軟件的穩定可靠性. 增強的代碼安全機制比簡單的用戶安全機制更可靠。 （4） 大量成熟可用的技術和功能代碼，易于快速開發穩定可靠的應用軟件（RAD）。WCF實現了統一的數據通信框架，WPF實現了統一的數據展現框架。 （5） 擴展性更好，發展潛力無可比擬。 可見，.NET是新一代自動化和信息化軟件的理想開發和運行平臺，OPC UA則是新一代數據交換的理想技術。 .NET作為強大和統一的網絡化計算平臺，其面向服務的思想體系、面向網絡實現大型和復雜系統應用的思想，都和OPC UA的跨平臺和統一架構的思想不謀而合。也可以說OPC UA是.NET作為操作平臺的思想在數據采集、交互和共享方面的一種體現，自然在.NET平臺上開發和實現OPC UA就更為簡單。 對于自動化和信息化系統而言，無論是.NET還是OPC UA都具有十分重大的意義，所以，組態軟件作為自動化和信息化建設中的一種重要分支產品，基于.NET平臺和全面支持OPC UA將是其發展的必然趨勢。 3、 組態軟件發展 自動化行業的不斷發展，對組態軟件的應用和功能提出了更高的要求，主要體現在以下方面： （1） 組態軟件的發展全面進入網絡計算新時代；.NET、SOA、SaaS、WebService等技術和理念將被大量采用。新一代組態軟件將是以網絡為中心，以.NET為技術基礎。未來的組態軟件應該可以方便地構建可伸縮的網絡分布式系統，通過協作和負荷分布來解決大型監控系統的需要，也可以靈活的選擇整體系統的架構，實現復雜的監控系統方案。其中以網絡為中心、以XML、網絡服務為核心，實現網絡化計算機的協同是未來組態軟件的最重要發展方向。 從下圖可以清晰地看出自動化軟件發展的三個時代： （2） 最新IT、通信、 控制技術大量采用。自動化軟件和辦公軟件、ERP軟件等的信息集成度會進一步提高，自動化軟件系統和“人的大腦系統”將更易于連接。 （3） 大系統、復雜系統和高可靠性。可靠性是自動化系統的根本，系統的可靠性一般隨著系統的復雜變得脆弱，隨著監控系統規模的擴大，對系統可靠性的要求是前所未來有的。 （4） 用戶從自動化軟件中獲取信息的方式和手段將更加方便、靈活、安全和多樣化，用戶體驗將得到全面提升，Internet將成為網絡的基本部分，桌面人機界面和因特網界面，即B/S、C/S的界限將消除，圖形的品質、無級縮放、3D等虛擬現實的動畫表現力會得到現實應用。 （5） 對軟件的開放性和互聯能力要求大幅度提高。采用開放和標準化的技術將成為潮流，開放的軟件接口是用戶的要求，也是軟件適應力和生命力的重要保證。 （6） 組態軟件的傳統功能要求更加精細和專業，功能呈現組件化趨勢，針對不同行業的不同功能通過功能組件的專業細分而不是整個軟件的定制來解決； （7） 軟件的國際化視角將成為必然，有眼光的軟件都會站在全球化的角度來對待自己的產品，提供多種語言的支持。 （8） 對軟件的易用性要求大幅度提高，以適應信息爆炸時代用戶在學習、掌握和實施新的知識產品的快速要求。 組態軟件經過二十多年的發展, 目前正在實現從“第二代”到“第三代”的跨越和革命. 一個真正的“以網絡取代計算機”的、系統規模更大的、效率更高的、 傳統功能更為精細，模塊化、組件化、基于服務和協同理念的新型組態軟件時代正在到來。 4、總結 自動化系統的飛速發展對組態軟件提出了更復雜的要求，如何應對大系統和復雜系統的監控挑戰，是組態軟件的重要研究課題。 綜上所述，OPC UA與.NET的高開放性和跨平臺等技術思想，順應了自動化行業的發展趨勢，為實現企業監控管信息一體化奠定了技術基礎，采用OPC UA和.NET技術是組態軟件發展的必然。