基于OPC UA A&C实现跨平台报警集成的3种实践

在现代工业环境中，报警和事件数据对于确保运营安全与高效至关重要。制造企业需要可靠、安全的解决方案，将这些关键数据从现场层无缝连接至企业层乃至云端。

报警数据不仅能及时通知操作员当前或潜在的问题，还能反映工艺过程状态，辅助优化运营并预测维护需求。然而，这些数据以往常被局限于特定的人机界面（HMI）、监控与数据采集（SCADA）系统或内部通知系统中，难以实现跨平台共享。

特别是在疫情期间，现场人员减少暴露出运营管理中的盲点，企业对各类数据，尤其是报警事件数据的访问需求变得空前迫切。这要求解决方案不仅能满足生产运营，还要为信息技术（IT）部门和总部办公室提供安全、便捷且可靠的访问通道。

与单纯的实时数据采集相比，报警和事件数据的处理更为复杂。它通常是由多个数据点组成的结构化信息，与过程值超限等单次事件相关，包含时间戳、当前值、阈值等信息。早期的OPC报警和事件规范（OPC A&E）旨在为封闭或仅提供专有接口的系统提供标准化的数据访问接口。

随着OPC统一架构（OPC UA）标准的普及，这一功能演进为OPC UA报警与条件（OPC UA A&C）标准。OPC UA A&C 得益于OPC UA的传输独立性、内置安全机制及其他集成特性，使得一个过程节点能够同时提供实时数据、历史数据以及报警事件数据。

要充分运用这些标准，需要借助合适的工具来实现安全的报警数据联网、数据聚合与集中化处理，并完成从传统OPC A&E到现代OPC UA A&C格式的转换。本文将通过几个具体的应用示例，探讨如何实现跨平台的报警集成，以及它能带来的实际收益。

1. 通过OPC UA A&C提升运营可见性

在某燃料终端应用中，用户使用了多种品牌的可编程逻辑控制器（PLC）。他们需要从这些PLC以及各站点部署的Varec燃料管理器应用程序中，采集新产生的警报和事件。

为了兼容不同类型的PLC，用户采用了TOP Server OPC UA服务器。该服务器通过创建通用的标签定义来统一处理PLC数据，从而屏蔽了底层PLC的型号差异。同时，Varec燃料管理器作为一个OPC DA服务器，通过TOP Server的OPC DA客户端功能被接入系统，进而通过OPC UA提供实时数据。

随后，用户在TOP Server的A&E插件中定义报警规则，并将其作为标准的OPC报警和事件发布，初步实现了报警数据的跨平台集成。

为了通过艾默生的PlantWeb平台实现本地及企业级的信息汇总，用户需要通过OPC UA获取所有数据，包括实时数据和报警事件数据。此时，他们引入了DataHub中间件来处理从OPC A&E到OPC UA A&C的协议转换。

DataHub能够聚合来自多个源的OPC A&E报警数据，并通过简单的配置，将其转换为符合最新OPC UA标准的A&C数据，供上层客户端使用。此外，它还能自动解析单个报警结构中的各个标签，并通过OPC UA实时数据接口将其作为独立的数据点提供。

这种能力不仅支持将报警数据与其他系统的实时数据进行聚合，更关键的是，它能将那些不支持OPC UA A&C的遗留HMI、SCADA系统与基于OPC UA的新系统无缝集成。在本案例中，DataHub成功桥接了基于经典OPC的现有系统与基于OPC UA的新系统。通过集成实时数据与报警工况数据，客户显著提升了对关键运营指标的可见性，从而更快地发现了优化点。

2. 报警和事件联网的高级应用

所有工业数据都必须确保安全，报警和事件数据更是重中之重。在网络中聚合与传输这类数据时，必须进行加密，并严格验证通信双方的身份。OPC UA标准的内置基础设施天然提供了这些安全特性。

但对于那些尚未升级到OPC UA A&C、仍在使用OPC A&E的现有系统，如何在不损失报警信息结构完整性的前提下，安全地传输数据呢？DataHub V10提供了一种解决方案：先将OPC A&E转换为OPC UA A&C格式，再利用OPC UA的安全通道进行网络隧道传输，从而确保报警数据的安全性与可靠性。

在一些特定场景中，网络连接可能是间歇性的（如通过蜂窝网络、卫星链路），这就需要数据中间件具备存储转发能力。此外，许多对可靠性要求极高的应用还需要冗余系统和网络路径。DataHub完全支持这些需求。尤其在一些安全至上的场景中，用户不希望在不同网络域之间直接开放OPC端口调用，DataHub的隧道功能便成为理想选择。

DataHub内置的安全数据隧道功能，专为需要网络隔离、低带宽传输和冗余配置的应用场景设计。该功能能保持OPC A&E数据结构的完整性，并通过加密且身份验证的连接，在DataHub的不同实例之间传输数据。它仅传输变化的数据量，极大地节约了带宽。隧道功能用于服务器与客户端机器间的数据传输，其存储转发机制确保了在网络中断后恢复时，数据的完整性与准确性。

另一种典型场景涉及严格的企业网络安全策略，例如要求使用代理服务器、设立隔离区（DMZ），或在IT与运营技术（OT）网络之间的防火墙上禁用入站端口。DataHub的隧道功能专为此类高级安全网络配置而生，能够安全可靠地传输OPC UA实时数据、A&C数据、OPC DA及OPC A&E数据。

3. 报警数据的安全隧道传输实践

土耳其跨安纳托利亚天然气管道项目是一个大规模应用案例。该项目采用DataHub中间件来支持OPC A&E和实时数据在高度冗余、安全的网络中进行传输。对于管道的安全运行，可靠的数据通信至关重要。这一案例彰显了DataHub高级OPC集成功能在大型复杂场景下的能力。

尽管在系统实施初期未选择与OPC UA A&C集成，但同样的架构理念完全适用于OPC UA实时数据和A&C数据的传输。如今，客户可以在现有的数据聚合与网络基础设施中轻松添加OPC UA集成，而无需部署额外的软件。

从设备运行监控到泄漏检测，管道运营的方方面面都需要在远程站点与控制中心之间进行数据传输。DataHub通过具备卫星备份的冗余光纤网络，对数以十万计的OPC DA和OPC A&E数据点进行隧道传输，并与SCADA系统无缝集成，实现了全面的监测与监督控制。

由于DataHub将OPC连接与网络隧道连接相隔离，因此它能够像传输OPC DA实时数据一样，轻松地通过隧道传输结构化的OPC A&E报警数据。同时，其OPC服务器到服务器的桥接功能，能够将控制中心的OPC服务器与现场OPC服务器安全连接起来。更重要的是，DataHub内置的多层冗余支持，帮助项目团队构建了一个满足严苛要求的高可靠性系统。

关键概念总结

• 提升运营可见性：通过OPC UA A&C集成实时数据与报警数据，企业能够获得对关键运营指标更全面的可见性，从而发现新的优化机会。
• 安全是首要前提：所有工业数据都必须确保安全，而作为运营核心的报警和事件数据，其传输与存储的安全性尤为重要。
• 选择合适工具：借助如DataHub这样的中间件工具，可以实现从传统OPC A&E到现代OPC UA A&C的无缝转换与安全传输，解决跨平台、跨网络域集成的难题。

在现代工业环境中，成功的关键在于构建统一的数据视图。无论系统新旧，都需要借助安全可靠的解决方案，将现场运营数据与企业级应用乃至云端平台无缝连接。报警和事件数据作为工业运营的“神经系统”，其有效的集成与管理，将为企业的安全、优化与持续发展提供坚实基础。

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