多年来PLCopen一直坚持与开放标准化组织合作建立一种开放标准的生态系统。譬如与OPC基金会合作开发IEC 61131-3的信息模型（2010.5发布），IEC 61131-3 的OPC UA Client FB客户端功能块规范（2015.3发布），IEC 61131-3的OPC UA Server FB服务端功能块规范（2015.3发布）。其实在正式发布这些规范之前，类似的方法和技术已经成功的应用于包装行业建立PackML系列规范（由美国ISA学会属下的OMAC专业委员会开发），大大简化了包装机械与上位生产管理系统的通信。

图7  运用OPC UA的功能块进行数据通信

　　这些标准提升了如今广泛运用于计算技术行业的SOA面向服务的架构的应用范围；同时也推进了一度落后于计算技术和软件的自动化系统技术，快速跟上IT技术的进展。

　　运用PLCopen的OPC UA功能块，使由传智能感器、控制器与企业管理系统和生产调度执行系统之间的通信，与云端的通信，与互联网通信在可互操作行方面大为简化和改善。由图7得知，可通过功能块UA_Read的执行直接将数据从PLC读入MES/HMI，通过功能块UA_MethodCall的执行接将数据从PLC送入云端。图8给出调用OPC UA模块实施通信的过程，即准备：连接、指定连接地址、接通处理；通信处理；通信结束：结束处理、断开连接。

图8  调用OPC UA模块实施通信的过程

　　下面进一步分析为什么运用OPC UA能全面满足工业4.0和智慧制造系统对通信的要求呢？

　　针对工业4.0的要求：通信技术和方法与制造厂、使用范围、操作系统、编程语言无关；OPC UA的解决方案是：OPC基金会是独立于供应商的非盈利组织，成员可以是制造厂商，也可以是使用方；OPC UA广泛运用于自动化领域，也可以用于信息领域，它与使用范围无关；OPC UA可在所有的操作系统中运行，即使在芯片级没有操作系统也一样可以实现；OPC UA的实现可以使用任何编程语言，常用的有C语言（ANSI C/C+）、.NET和JAVA。
　　针对工业4.0的要求：联网集成的规模可根据需要任意剪裁，联网设备小至传感器、嵌入式设备、PLC、PC机及移动手机，大至大型主计算机、云系统，均可使用；还应完成各个层级的纵向集成和横向集成；OPC UA的解决方案是：OPC UA的最小实现只要求15KB存贮空间，目前流行的CPU结构（如Intel、ARM、PPC等）无论是单核还是多核硬件均可使用。OPC UA可用在各种嵌入式设备，譬如RFID读入器、协议转换器等等，实际上也可在任意控制器、SCADA/HMI产品、MES／ERP系统。在一些运用Amazon（亚马逊）云和微软Azure云的项目中已经成功的使用了OPC UA。
　　针对工业4.0的要求：在应用层面和用户侧，保证安全的传输和传输认证，OPC UA的解决方案是：在应用上，OPC UA采X509（非常通用的证书格式，所有的证书都符合ITU-T X.509国际标准）、Kerberos（为TCP/IP网络系统设计的可信的第三方认证协议）认证或用户/密码。采用符号传输和封装的传输，以及在堆栈中已经提供带审查功能性的、在数据点级别的权限。

　　针对工业4.0的要求：为表达实际产品及其生产步骤的虚拟对象的模型化（建模），要能映射任意复杂度的信息内容，OPC UA的解决方案是：OPC UA不但提供多级分层网络系统，而且也支持包括全网格化的网络，其全网络化和面向对象概念的命名空间，还支持对象描述的元数据。对象结构可经由相互间引用实例和其类型、类型模型（可通过继承加以扩展）得以生成。由于服务器携带它们的实例和类型系统，客户端可通过网络导航，得到它们需要的信息。即使是这些客户端以前未知类的信息型，一样可以得到。

　　针对工业4.0的要求：在智能网络化的结构/基本部件的组合中，应提供自组织的参与网络的性能。也就是说，具备即插即产生的功能，使那些未经计划的自组织的通信可以进行。即插即产生的功能具有存取数据的描述和所能提供的服务功能的描述。OPC UA的解决方案是：OPC UA定义了不同的发现机制，使其能识别在子网中那些具有OPC UA通信能力的设备及其功能/特性。通过子网的集结和智能的、无需组态的的步骤和程序（如Zeroconf），可以识别网络新参与者及其地址。
　　结论
　　（1）传统网络结构的局限和缺陷阻碍智慧工厂、智慧制造系统、工业4.0的实施。需要建立一种除实时控制和功能安全控制仍然安排在现场层之外，其他所有的通信服务都是扁平化的踏通信结构。
　　（2）在选择满足这样的网络结构的解决方案时，首先要考虑的是保留近十几二十年来企业和工厂的通信资产和软件资产。从现有的发展状况来看，软件定义工业联网SDN和OPC UA这两种解决方案是较为理想的。
　　（3）软件定义联网特别适合把企业和工厂的IT数据中心和OT数据中心融合为OT/IT的运营管理系统。
　　（4）根据目前技术发展的成熟度来看，OPC UA应该是近期已获得足够实践效果，远期也能广泛运用的通信技术。在今后工业通信方向上基于IP的通信绝对是占主要地位，因此OPC UA优势明显。特别是在垂直集成方面，由于OPC基金会与各种工业行业组织的合作十分有效，其不同层次间的语义可互操作性的发展潜力可期。
　　（5）传统的现场总线和工业以太网在现场实时控制和功能安全控制的作用是不可替代的。完全可以运用OPC UA和软件定义工业联网SDN来扩展其满足智慧制造、工业4.0所要求的通信功能。