1. 课程导入

在智能制造与工业物联网（IIoT）快速融合的今天，PLC 不再只是孤立的现场控制器，而是需要向上层 MES、SCADA、云平台乃至移动终端持续输出结构化数据。CODESYS 作为 IEC 61131-3 编程平台的代表，内置了 OPC UA 服务器与 MQTT 客户端能力，使一台普通控制器可以同时扮演"语义化数据源"和"轻量级消息发布者"两种角色。本课程围绕这两条通信主线展开，帮助你把现场变量安全、规范、高效地送达各类消费端。

一、为什么需要 OPC UA 与 MQTT 协同

OPC UA 与 MQTT 并非互相替代，而是面向不同层次、不同约束的互补技术。理解它们的定位差异，是后续所有配置与编程决策的基础。

• OPC UA：面向语义建模与请求/响应，具备类型系统、地址空间、订阅机制和安全通道，适合 SCADA、MES、边缘网关等需要"读懂数据含义"的场景。
• MQTT：面向发布/订阅与低带宽传输，采用轻量报文和 Broker 中转，适合跨公网、多设备、弱网环境下的数据汇聚与云端上报。
• 协同价值：用 OPC UA 保证数据语义与安全，用 MQTT 解决广域分发与解耦，形成"现场语义化 + 云端轻量化"的完整链路。

二、整体课程框架与数据流全景

本课程共 30 章，按"概念—配置—编程—集成—实战—排障"递进。下图给出从 CODESYS 运行时到最终消费端的整体数据流与关键组件关系，后续章节将逐段展开。

图中可见两条并行路径：上方 OPC UA 路径强调语义与安全，下方 MQTT 路径强调轻量与解耦。实际项目中二者常同时启用，由同一份 PLC 变量分别映射到地址空间和 MQTT 主题。

三、学习目标与能力清单

完成本课程后，你应能独立完成从变量规划到云端可视化的完整链路。下表列出核心能力与对应章节重点。

四、实战项目预览与典型误区

课程实战以一个"智能产线监控"项目贯穿：PLC 采集温度、压力、节拍与报警状态，通过 OPC UA 供本地 SCADA 浏览，通过 MQTT 将关键测点上报云平台。下面是一段典型的变量声明与主题规划示例，后续章节会逐步完善。

VAR_GLOBAL
    rTemperature : REAL := 0.0;   // 温度 ℃
    rPressure    : REAL := 0.0;   // 压力 bar
    iCycleTime   : INT  := 0;     // 节拍 ms
    bAlarm       : BOOL := FALSE; // 报警标志
END_VAR

// MQTT 主题规划示例
// factory/line1/temperature
// factory/line1/pressure
// factory/line1/cycle
// factory/line1/alarm