标准解读
《GB/T 38869-2020 基于OPC UA的数字化车间互联网络架构》是一项国家标准,该标准旨在为制造业中的数字化车间提供一种基于OPC UA(开放平台通信统一架构)技术的互联网络架构。OPC UA作为一种先进的工业通信协议,能够支持不同设备和系统之间的安全可靠的信息交换,适用于从现场层到企业管理层的整个信息集成过程。
本标准定义了数字化车间内各组件通过OPC UA进行互连的基本原则、要求以及推荐实践。它涵盖了物理层、链路层、网络层、传输层等多个层面的技术规范,并详细说明了如何利用OPC UA服务来实现数据采集、监控、分析等功能。此外,还介绍了如何构建一个既符合信息安全要求又能满足高效生产需求的网络环境。
在具体实施方面,《GB/T 38869-2020》提供了关于如何设计、部署及维护基于OPC UA的车间网络系统的指导方针。这包括但不限于网络拓扑结构的选择、地址分配策略、网络安全措施等关键要素。同时,也强调了在整个生命周期中持续优化的重要性,以确保随着业务发展和技术进步,网络架构能够保持其先进性和适应性。
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- 现行
- 正在执行有效
- 2020-07-21 颁布
- 2021-02-01 实施





文档简介
犐犆犛25.040
犖10
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犌犅/犜38869—2020
??犗犘犆犝犃????????????
犗犘犆犝犃犫犪狊犲犱犻狀狋犲狉犮狅狀狀犲犮狋犲犱狀犲狋狑狅狉犽犪狉犮犺犻狋犲犮狋狌狉犲犻狀犱犻犵犻狋犪犾狆犾犪狀狋
20200721??20210201??
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6.3OPCUA????
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6.4.1MES???????
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……………………
6.4.6?????9
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6.4.7???OPCUA?????10
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A.1OPCUA??????
11…………
A.2OPCUA????
12………………
A.2.1??12
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A.2.2OPCUA??????13……………………
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A.2.4OPCUA??14………………
A.2.5OPCUA?????????15……………
??B(?????)OPCUA????16………………
B.1??16
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B.2OPCUA????
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B.3??SDK?OPCUA????17
…………………
B.3.1??17
……………
B.3.2OPCUASDK??17…………
Ⅰ
犌犅/犜38869—2020
B.3.3?????????17
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B.4OPCUA???????
18………………………
B.4.1??????18
…………………
B.4.2?????18
……………………
B.4.3?????18
……………………
B.5?????????OPCUA??????18
…………………
B.6OPCUA??????
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B.6.1??19
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B.6.3Modbus????????22…………………
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C.1??24
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C.2OPC/OPCUA?????????
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C.2.1??24
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C.2.3UAWrapper25…………………
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Ⅱ
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?B.7??????23……………………
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?C.2UAProxy???25…………………
?C.3UAWrapper???25……………
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Ⅲ
犌犅/犜38869—2020
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Ⅴ
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??犗犘犆犝犃????????????
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GB/T33863(????)OPC????
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3.1?????
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3.1.1
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[IEC614991:2012,??3.23]
3.1.2
?????犱犻犵犻狋犪犾犳犪犮狋狅狉狔;犱犻犵犻狋犪犾狑狅狉犽狊犺狅狆
?????????????????,?????、???、????????,???????
????,???????????、??、??????????。
?:????????????、????????????????。
[GB/T37393—2019,??3.3]
3.1.3
??犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀
??????????????????。
[IEC614991:2012,??3.53]
3.1.4
???犮犾犻犲狀狋
???IEC62541???????OPCUA????????????。
[GB/T33863.1—2017,??3.2.5]
?:??OPCUA???。
3.1.5
???狊犲狉狏犲狉
??IEC62541??????????????。
[GB/T33863.1—2017,??3.2.28]
1
犌犅/犜38869—2020
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?:??OPCUA???。
3.1.6
???狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犾犻狀犲
??????,?????????????????。
[IEC622641:2013,??3.1.28]
3.1.7
????狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狌狀犻狋
??????,????、??????????????????????????。
[IEC622641:2013,??3.1.35]
3.1.8
????狊狔狊狋犲犿犻狀狋犲犵狉犪狋犻狅狀
????????????????????????????????????。
3.2???
???????????。
AGV:?????(AutomaticGuidedVehicle)
DCS:???????(DistributedControlSystem)
EMS:??????(EnergyManagementSystem)
ERP:??????(EnterpriseResourcePlanning)
HMI:????(HumanMachineInterface)
IPC:?????(IndustrialPersonalComputer)
LAN:???(localareanetwork)
LIMS:?????????(LaboratoryInformationManagementSystem)
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OPCUA:OPC????(OPCUnifiedArchitecture)
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RFID:??????(RadioFrequencyIdentification)
RTU:??????(RemoteTerminalUnit)
SCADA:???????????(SupervisoryControlAndDataAcquisition)
WMS:??????(WarehouseManagementSystem)
4?????????????
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2
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?:???????????????????。
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2)?????:????????????,??????,?????????,???
???,??????、???????????。?????????,?PLC、DCS
???、IPC、?????????????。
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LIMS??????。
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5????????????
5.1????????
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3
犌犅/犜38869—2020
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a)????????????(PLC、DCS????IPC)??????、??????????
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b)????????HMI、SCADA?MES???????????????,????LAN
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b)MES??????????:
1)?????MES???????????????,??????、????、???
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4
犌犅/犜38869—2020
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1)MES??????????????、????、????、????、?????;
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6.1犗犘犆犝犃????
OPCUA?????????????GB/T33863,????????:
a)OPCUA??????????????????????,?ERP、MES、SCADA???
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b)????????OPCUA????,???????OPCUA???,????????
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GB/T33863?????OPCUA????????A,OPCUA????????OPCUA????
????????????B。OPCUA?OPC?????????????????????C。
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?????????????OPCUA????????、????????????????
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5
犌犅/犜38869—2020
?3犗犘犆犝犃????????
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b)MES?????????????;
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6.3犗犘犆犝犃????
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??????。
?4犗犘犆犝犃??????
6
犌犅/犜38869—2020
OPCUA????????,????????????,??:
a)??????:UA????????????????????????;
b)??????:UA?????????、????????;
c)??????:UA??????????????。
6.4??犗犘犆犝犃???????
6.4.1犕犈犛???????
MES?????(SCADA、HMI?)????OPCUA?????5??。?????,MES?
??OPCUA???,SCADA?HMI???OPCUA???。
?:??????,?????SCADA?HMI??????。
?5犕犈犛?????????犗犘犆犝犃???
6.4.2犕犈犛??????????
MES????????(PLC、DCS???、IPC?)????OPCUA?????6??。??
???,MES???OPCUA???,PLC、DCS????IPC???OPCUA???。
?:??????,?????PLC、DCS????IPC??????,??????????????。
?6犕犈犛????????????犗犘犆犝犃???
7
犌犅/犜38869—2020
6.4.3犕犈犛???????
MES??????????OPCUA????7??。????????????、????、
?????、AGV、???????、RFID????????。?????,MES???OPCUA?
??,???????OPCUA???。
?:??????,????????、????、?????、AGV???????????。
?7犕犈犛?????????犗犘犆犝犃???
6.4.4??????????????
????(SCADA、HMI)????????(PLC、DCS???、IPC?)????OPCUA??
???8??。?????,SCADA?HMI???OPCUA???,PLC、DCS????IPC??
?OPCUA???。
?:??????,?????PLC、DCS????IPC??????,??????????????。
?8????????????????犗犘犆犝犃???
6.4.5???????????
????(SCADA、HMI)?????????OPCUA?????9??。???????
8
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RTU、????、?????、AGV、???????、RFID????????。?????,SCADA
?HMI???OPCUA???,???????OPCUA???。
?:??????,????????、????、?????、AGV???????????。
?9?????????????犗犘犆犝犃???
6.4.6?????
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9
犌犅/犜38869—2020
6.4.7???犗犘犆犝犃?????
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01
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d)《OPC?????4??:??》:??OPCUA????????;
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f)《OPC?????6??:??》:??OPCUA????????????;
g)《OPC?????7??:??》:??OPC????????????,????????
11
犌犅/犜38869—2020
??????????????,????????????????。
GB/T33863????????:
a)《OPC?????8??:????》:????OPCUA????????;
b)《OPC?????9??:?????》:????OPCUA???????????;
c)《OPC?????10??:??》:????OPCUA????????;
d)《OPC?????11??:????》:????OPCUA????????,??????
?????。
GB/T33863??????:
a)《OPC?????12??:??》:?????????????????,?????UA
??????????????,???????????????(?UDDI?LDAP)?
??UA????;
b)《OPC?????13??:??》:???????????,????、????????,
????(??)???????(HDA)????。
犃.2犗犘犆犝犃????
犃.2.1??
OPCUA?????????:
a)??:??OPCUA?????????????;
b)???:??OPCUA??????????????;
c)??:?????OPCUA????????????,???????????????
??????。
OPCUA???????????(?????????),????????????????
???:
a)????(DA):??????????,????????????(???、???)???
?????,???????????、??????。???????、???、????;
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?,??????????,????????????(?????、?????);
c)????(HA):????????????????。?????????、??????
????;
d)??(Prog):????、????????????。??“??”?????????,??
?????。???????????,????????????。
??,OPCUA????????????????????????????????。??
????OPCUA???OPC????????????????,??????????OPC
UA??、OPC????,?????OPCUA????????。
?A.2??OPCUA????。
21
犌犅/犜38869—2020
?犃.2犗犘犆犝犃???
犃.2.2犗犘犆犝犃??????
犃.2.2.1???—???
UPCUA??????OPC????/?????。??????????????????
?OPCUA???,???????????????????OPAUA???。OPCUA???
?OPCUA????????。???????????????????????,??????
???????????。OPCUA????OPCUA??????????????????,?
?????????????????。OPCUA????OPCUA?????????????
???????。
????????????????。???????????????????,?????
????????????,??A.3??。
?犃.3犗犘犆犝犃????????????
犃.2.2.2?????
???????????????????,?????????????????,??A.4
??。
?犃.4???犗犘犆犝犃?????????
31
犌犅/犜38869—2020
犃.2.3犗犘犆犝犃?????????
??,OPCUA???????????,????????:
———??TCP??:???????????,??????(???????)???????
????;
———??HTTP/HTTPSWeb??:??????XML?????,???????????
???。
?A.5???OPCUA?????。
?犃.5犝犘犆犝犃????
犃.2.4犗犘犆犝犃??
OPCUA????????????,???????????????。OPCUA?????
??????(????),?????????????????????????。OPCUA??
9??????:
a)????(SECURECHANNEL)???:????????????????,?????
??,????????????????????。??????OPCUA??????
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b)??(SESSION)???:???????????????(??)???。
c)????(NODEMANAGEMENT)???:????????????,????????
?、?????????????。
d)??(VIEW)???:??????????????????????,????????
?????????????,????????????;??,???????????
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e)??(ATTRIBUTE)???:???????????,?????OPCUA?????
??。
f)??(METHOD)???:?????????,?????????????,?????
????。
g)???(MONITORDITEM)???:????????????????????,???
????????,??????????????。
h)??(SUBSCRIPTION)???:????、??????????。
41
犌犅/犜38869—2020
i)??(QUERY)???:?????????????????????????????
?????。
犃.2.5犗犘犆犝犃?????????
犃.2.5.1??
OPCUA??????????、??、?????????????OPCUA???????
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OPCUA???????????????,???????????????。??????
??????????,??,???????????????????????????,???
???????????,?????????????????。
犃.2.5.2????
OPCUA?????OPCUA??(?????)????????????????????
????。??????????????、???????????。????????????
??????????。?????????????????????。???????????
?????、??????????????????????,????????????????
???。
犃.2.5.3????
OPCUA?????????????????????????,????????????
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OPCUA????????。
OPCUA??????????。?????????:
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d)???????????????????????????;
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???OPCUA??????????????,?????????????。
51
犌犅/犜38869—2020
??犅
(?????)
犗犘犆犝犃????
犅.1??
OPCUA???????,????????????????????,?????????
????????,?AnsiC/C++、.NET?Java???。
犅.2犗犘犆犝犃????
???????????,OPCUA????????????????,?B.1??OPCUA
?????????????????????,?????OPCUA????、OPCUAAPI??
OPCUA???。
?犅.1犗犘犆犝犃????????
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a)OPCUA???/?????:????UA???/????????????????
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61
犌犅/犜38869—2020
????????、???????????。
犅.3??犛犇犓?犗犘犆犝犃????
犅.3.1??
OPCUA?????????????????????SDK?????。SDK???OPC
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?????SDK?????????,?????????????????。??SDK????
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犅.3.2犗犘犆犝犃犛犇犓??
OPCUA???SDK?????????????:
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犅.3.3?????????
?????????????OPCUA???????????。
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????SDK?OPCUA?????,???????????????、?????。OPC
UA???????????,??B.2??,??????????????????????,?
?????????????,???????????PLC????。????SDK?OPCUA
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71
犌犅/犜38869—2020
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81
犌犅/犜38869—2020
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a)????、????????????,????????/?(?CNC????、?????
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?????。?????OPCUA?????????,????????OPCUA??
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b)??????(????????????),?????????????(?Modbus、
PROFIBUS、PROFINET?),??,?????????????????/??,??OPC
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c)?????????????WMS????????,??,??WMS???OPCUA
???,???OPCUA???,????SCADA?MES??。
d)PLC??????????MES、SCADA?????,MES、SCADA????PLC??
?,????OPCUA??。PLC???????OPCUA???,???OPCUA??
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e)MES???PLM、ERP?????????OPCUA、Webservice?????。
犅.6犗犘犆犝犃??????
犅.6.1??
????????、??、??????MES、SCADA????????,?????????
???,??????:
91
犌犅/犜38869—2020
a)????OPCUA???;
b)?????(?????)???。
犅.6.2??????犗犘犆犝犃????????
犅.6.2.1????
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a)??????????;
b)??????;
c)???????。
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犅.6.2.2??????
???????????B.4??。
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a)????:???????????;
b)????:?????????;
c)????:???????;
d)?????:??????????,????????。
犅.6.2.3??????
???????????????OPCUA?????????,???????OPCUA?
???????????????,??B.1??。
02
犌犅/犜38869—2020
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1
????Folder?????????????
2????Folder????????????????
3
???DataItemType???????????????
4????DataItemType???????????????
5
????Folder????????????????
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MultiState
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7
????Folder????????????????
8
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10
?Folder??????????????
11??AnalogItemType???????????????
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犅.6.2.4??????
?????OPCUA????????,???????????,????????????
?,??,????????????????????????、?、????,??B.5??。
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a)???????????OPCUA?????;
b)?OPCUA??????????,???OPCUA?????????????;
c)?OPCUA????????,???????????????????OPCUA??
??????????;
d)?OPCUA???????,???????????????????????IO??
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12
犌犅/犜38869—2020
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犅.6.3.1?????
?Modbus????????,???????(?????)?????。??????:
a)??????;
b)??????;
c)??????;
d)???????。
???????ModbusRTU??(????????)????OPCUA?????????
?,???OPCUA????????、?、?????,Modbus??????B.6??。
?犅.6犕狅犱犫狌狊????
犅.6.3.2????
?????????????????/????,?????????。??,???????
????????/??,???????????、???????、???????????。??
????????:
a)??????:????????ModbusRTU??,?????????,???????
???????/????,????Modbus???????????,??????Mod
bus????;
b)?????:?????????????,???????????????,?????
???。
犅.6.3.3??????
???????????????OPCUA?????????,???????OPCUA?
?????????????????,??B.7??。
22
犌犅/犜38869—2020
?犅.7??????
????????????????????????????????,?????????
?Modbus????????、????????。
犅.6.3.4??????
???????????OPCUA??????????B.2??。
?犅.2??????????????
?????????OPCUA???????????
1ModbusRTUFolder????
???????
??
2
??????Folder????
?ModbusRTU?
??????
3
???AnalogItemType??
????????
???????
?????????,????????
??????????
4
???AnalogItemType??
????????
???????
?????????,????????
??????????
5?????AnalogItemType??
????????
??????
?????????,????????
??????????
犅.6.3.5??????
????????????OPCUA???????。
32
犌犅/犜38869—2020
??犆
(?????)
犗犘犆犝犃????
犆.1??
????OPCUA??????????????,????OPCUA?????????,?
?????????????,????OPC、Modbus????????,?????OPCUA??
?????????????????????。
?????????????????/??????????,??????C.1??,???
?/?????????:
a)OPC/OPCUA????,?????PC???;
b)ModbusRTU、ModbusTCP/OPCUA????,??????????,??????;
c)PROFIBUS/OPCUA、PROFINET/OPCUA????,??????????,????
??;
d)??????。
?犆.1??????
犆.2犗犘犆/犗犘犆犝犃?????????
犆.2.1??
???????????OPC/OPCUA??????,????????????????,?
?????:UA??(UAProxy)?UA???(UAWrapper)。
犆.2.2犝犃犘狉狅狓狔
UAProxy????OPC?????(SCADA、MES、ERP?)
?????OPCUA?????
(??????????PC?????????????),??C.2??。
42
犌犅/犜38869—2020
?犆.2犝犃犘狉狅狓狔???
UAProxy????????:
———???????;
———??????,???????OPCUA??;
———???????OPC????;
———??UA??;
———??DCOM?????????;
———??????。
犆.2.3犝犃犠狉犪狆狆犲狉
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