RTU技术引领数控系统发展史追求开放互联的数字化征程
导语：OPC UA是OPC基金会在原有OPC协议的基础上进行了深度扩展和升级，以解决操作系统平台依赖问题，并为互联网环境下的数控系统应用提供更广泛的支持。自19世纪50年代首次出现数控系统以来，随着技术的发展，这些系统经历了多次重大变革，但这些变革主要集中在单机功能和单元技术的进步上，对设备联网相关技术的推动相对滞后。
近年来，市场上出现了一系列不同结构层次的数控系统产品，包括全系统、半成品和核心软件。例如，德国ISG公司仅提供数控软件知识产权，让用户自行配置或二次开发以形成自己品牌的产品。而美国NIST及其他开源组织则提供开源LinuxCNC软件，使得用户可以免费获取源代码并在GNU共享协议下进行开发。此外，如德国PA(PowerAutomation)公司、倍福(Beckhoff)公司等，也通过模块化平台允许用户自行组合形成自己的数控产品。
随着时间的推移，不同类型（品牌）的数控系统通信端口和通讯协议变得更加多样。在不同的历史阶段，厂家设计了面向不同应用目标的通信方式和通讯协议。最初期使用I/O方式与其他设备协同工作，而第二阶段采用的串口通讯虽然便捷且成本低，但限制了国内外制造商对于网络技术应用能力。
第三阶段中高端数控如Fanuc、Siemens等配备以太网接口，其中西门子利用基于OPC标准化局域网通讯协议。但这种设计仍然局限于局域网应用，更侧重于点对点或局域网互联，而不适应互联网时代带来的需求。
为了解决这些问题，我们引入第四代通信设计，即基于互联网应用的一些新兴协议，如MTConnect与OPCUA。在这个过程中，我们认识到传统 OPC 协议存在一些缺陷，比如平台局限性强、防火墙穿透困难，以及无法支持Web等互联网应用。这导致数据结构支持弱，同时安全功能也很差，而且无法确保数据完整性。
针对这些不足之处，我们提出了新的解决方案。OPCUA 通过隧道技术克服了网络安全的问题，并且能够有效地穿越防火墙。此外，它还支持发布订阅模式，这使得它成为一个更加现代化且符合未来需求的一种通信规范。而MTConnect作为一种开放式标准，为制造业中的设备交换信息提供了一套框架，但它仍需要进一步完善，以适应更广泛范围内的大型企业集成需求。
总结来说，随着工业自动化领域不断发展，对于如何实现各类设备之间无缝沟通以及如何将它们整合到一个可扩展、高效率、高可靠性的数字生态中，是我们必须不断探索的问题。这涉及到一系列复杂的问题，从硬件兼容性到软件协作，再到数据管理与安全保护，每一步都需要精心规划，以确保我们的数字转型能够顺利进行。
