汇川PLC OPC UA配置详解：核心要点、协议对比与加密原理解析

在工业自动化项目中，我们常常需要将PLC的数据上传至更高级别的系统，例如MES（制造执行系统）或SCADA（数据采集与监控系统）。如果仅仅依靠传统的Modbus TCP通讯，在应对复杂数据结构建模、跨平台兼容性以及安全性等需求时，往往会感到力不从心。

这时，OPC UA的价值就凸显出来了。它并非仅仅是“另一种协议”，与Modbus TCP的简单类比无法概括其全部。OPC UA本质上是一个带有丰富语义信息的安全数据框架。在西门子等品牌的生态中，OPC技术已被广泛应用。为了更好地理解OPC UA的优势，我们先将其与大家更熟悉的Modbus TCP进行一番对比。

从上表可以直观看出，OPC UA在数据模型、安全性、平台兼容性等方面提供了更为现代和强大的支持，这使得它在复杂的工业自动化系统集成中扮演着越来越重要的角色。

那么，在汇川的H5U或Easy系列PLC中，其对OPC UA的支持能力具体如何呢？

• 服务器角色：PLC可以作为OPC UA服务器运行，主动对外提供数据访问服务。
• 安全策略：支持 Basic128Rsa15、Basic256、Basic256Sha256 等多种安全策略。
• 用户认证：提供匿名访问、用户名密码认证以及证书认证等多种方式。
• 数据订阅：支持监视项（MonitoredItem）和订阅（Subscription），便于客户端高效获取数据变更。
• 方法调用：支持远程方法调用（RMC），客户端可以远程执行PLC中定义的功能块。

聊聊OPC UA中的“安全策略”

这里提到的“安全策略”，核心作用是对传输的数据进行加密。通讯的收发双方必须采用同一种加密方式，发送方加密传输，接收方再用相同方式解密，从而得到原始数据。

这个过程是不是有点像谍战片里的情节？双方约定用同一本书作为“密码母本”（即加密算法）。发送方将信息转化为书本中特定页、行、字的坐标代码发出；接收方收到后，用同样的书按规则解码，就能还原信息。当然，在PLC通讯里我们不是搞谍战，但原理有相通之处，比如这里会用到对称加密算法。

举个简单的例子帮你理解：假设我们要发送的原始数据是 01100101。在发送前，我们用一个双方共享的密钥 11001100 与原始数据进行“异或”运算。

源数据：   01100101
秘钥：     11001100
异或运算：  ---------
密文：     10101001

运算后得到的密文 10101001 被发送出去。对方收到密文后，使用相同的密钥 11001100 再次与密文进行“异或”运算。

密文：     10101001
秘钥：     11001100
异或运算：  ---------
结果：     01100101

你看，得到的结果 01100101 正是我们最初的源数据。这种加、解密使用同一把密钥的方式，就称为对称加密。它是保障数据在TCP/IP网络上传输安全的基础手段之一。工业中实际采用的加密算法（如AES）远比这个例子复杂，但核心思想类似。如果你对DES、3DES、AES等具体算法感兴趣，可以自行深入查阅相关资料。

必须掌握的OPC UA服务器启停逻辑

配置和使用OPC UA时，理解其服务器的启停逻辑至关重要，这能避免很多不必要的困惑。汇川官方提供了清晰的状态说明，我们可以通过下面的状态图来直观理解：

结合图表，我们可以将核心逻辑梳理为以下六条规则：

1. PLC切换至Stop状态后，OPC UA服务器将保持运行状态。只要PLC工程不变，无论你执行Stop/Run PLC操作，还是给PLC重新上电，都不会改变OPC UA服务器的运行状态。
2. 当OPC UA服务器正在运行时，如果你修改了PLC工程，并在工程中禁用了OPC UA服务器功能，然后将工程下载到PLC中。此时，无论是Stop/Run PLC还是重新上电，OPC UA服务器都会关闭。
3. 当OPC UA服务器正在运行时，如果你在PLC程序中执行了专门的 OPCUA_Server_Shutdown 指令，服务器会立即关闭。
4. 当OPC UA服务器处于关闭状态，但PLC内部的工程配置中OPC UA服务器是“激活”的，此时Stop/Run PLC或重新上电后，OPC UA服务器会开启。
5. 当OPC UA服务器处于关闭状态，你通过修改工程，激活了OPC UA服务器配置并下载到PLC后，同样地，Stop/Run PLC或重新上电后，服务器会开启。
6. 当OPC UA服务器处于关闭状态，且PLC内部工程配置中OPC UA服务器就是“禁用”的，那么Stop/Run PLC或重新上电不会改变服务器的关闭状态。

重要提示：

• 当OPC UA服务器在运行时，如果你通过后台工具或系统变量修改了PLC的IP地址，需要重新RUN/STOP CPU一次或者断电重启，新的IP地址才能在OPC UA服务器上生效。
• 当PLC首次运行OPC UA服务器，或者PLC修改IP地址后首次运行OPC UA服务器时，系统需要重新生成服务器证书文件，这个过程大约需要等待1到2秒。

理解这些底层逻辑，能帮助我们在实际配置和故障排查时更加得心应手。关于如何在汇川PLC编程软件（AutoShop）中一步步进行OPC UA服务器的具体参数配置，我们将在后续的演示中继续展开。