OPC接口技術談英姿tanyz@東南大學自控系工業自動化教研室

AssessmentCommonWhatistheobjectiveofOPC?OnwhichtechnologydoesOPCrely?WhatisanOPCServer?WhicharethemainOPCspecifications?WhatarethecomponentsoftheOPCDAAutomationInterface?HowdoesanautomationplatformusetheOPCinterfaces?內容提要概述OPC根本原理OPC自定義接口HMI/SCADAHMI/SCADADataAcquisition工程部門產品制造測試／質管部門維護部門WindowsNT業務部門Internet/EthernetOPCDeviceNet

FOUNDATONPROFIBUSEthernetWindowsNTOPC數據采集PLCNNNN分布式I/ONNNN數據采集

運動控制可視監控Measurement-Pressure-Temp-Flow-LevelValvesPositionersPIDControlFieldbusSystemFieldPointSystemPLCSystemOPCClientOPCServerOPCClientOPCClientOPCServerOPCServerHMIExcelInternetSCADAHMISCADANNNNNNNNNNNN為什么需要OPCSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPC的解決方案SoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverOPCOPCOPCOPCDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPCOPCOPC概述OLEforProcessControl(Objectlinkingandembedding)now:OpenProcessControlOpenessProductivityandConectivityOPC〔用于過程把握的OLE〕是一個工業標準。OPC由一些世界上占據先地位的自動化系統和硬件、軟件公司與微軟〔Microsoft〕嚴密合作而建立的。OPC定義了應用Microsoft操作系統在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法。治理這個標準的國際組織是OPC基金會。OPC的宗旨OPC的宗旨是在MicrosoftCOM、DCOM和ActiveX技術的功能規程根底上開發一個開放的和互操作的接口標準。這個標準的目標是促使自動化/把握應用、現場系統/設備和商業/辦公室應用之間具有更強大的互操作力氣。BeforeOPCABBPLCsTélémécaniquePLCsSiemensPLCsMasterBusMMSdriverXWAYdriverProfinetdrivervisualizationhistorydatabaseWithOPC:ABBOperatorWorkplaceConnectionABBAC800MTélémécaniqueTSXSiemensS7AC800M

OPCserverSchneider

OPCserverSiemens

OPCserverOperatorIT

applicationsoftwareiswrittenindependentlyfromthetypeofcontrollerHistorian(InformationManager)MMSXWAYProfiNetthedriversstillexist,buttheclientsdonotseethemanymoreOPC技術根底OPC技術基于微軟的OLE(現在的ActiveX)、COM(部件對象模型)和DCOM(分布式部件對象模型)技術。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標準集，用于過程把握和制造業自動化系統。

ActiveX/COM技術定義各種不同的軟件部件如何交互使用和共享數據。不管過程中承受什么軟件或設備，OPC為多種多樣的過程把握設備之間進展通信供給了公用的接口。OPC技術根底構成Transport(TCP-IP,UDP,Queued)ActiveX(Distributed)ComponentObjectModel(COM/DCOM)ObjectLinkingandEmbedding(OLE)EthernetOLEforProcessControl(OPC)onlybetweennodesOPC基金會治理OPC標準的組織是OPC基金會。其前身由一個Fisher-Rosemount、RockwellSoftware、Siemens、Opto22、Intellution和IntuitiveTechnology等著名大公司組成特地的工作組，僅僅用了短短的一年時間便開發出一個根本的可運行的OPC技術標準。在1996年8月公布了簡化的、一步到位的解決方案。

OPC基金會OPC基金會的工作比其他很多標準化集團能夠更高速運轉。緣由特殊簡潔，只是由于OPC是建立在已普遍使用的Mricrosoft標準根底上。而其他標準化集團必經完全從最根本開頭定義標準，因此在其工作范圍內達成全都的意見往往是費時費力，自然其工作效率是不能和OPC基金會比較的。

Micosoft是OPC基金會的一個成員，已賜予OPC基金會強有力的支持。但Microsoft在OPC中的作用主要在于其強大的后援支持，而讓具有豐富的行業閱歷的成員公司指導OPC基金會的工作。OPC基金會組織構造OPC中國基金會OPC中國基金會的宗旨是在中國推廣OPC，以消退中國與其它興盛國家的信息差距。通過定期召開中國基金會會員大會、制定相應的規章制度，同時針對中國市場建立相應的市場營銷體系，供給培訓、信息以及展會的組織，以進一步加強各會員的利益，以本地化的形式加強與OPC基金會的聯系。:///OPC特性任何客戶機都可以與效勞器連接即插即用的互操作性是其目標該標準已被公開并出版\OPC基金會是治理此工業標準的組織\靈敏性接納全部類型的客戶機及效勞器\高效性優化快速傳輸數據\可以支持全部編程語言\C,C++,VB,Java,HTML,DHTML\可利用Internet\OPCasahubsource:SiemensWinCCOPCconnectiontodatabasesToolsallowtobuildanOPCDAinterfacetoanyODBC-equippeddatabase.Thedatabaseinternalstructure(exposedthroughqueries)isreflectedasahierarchyofOPCitems.Thisallowstogiveaunifiedaccesstosimpleitems.application(OPCclient)OPCserverDBODBCOPCforinternalcommunication:AIPasexampleAIPaspectsAC800M

OPCserverSchneider

OPCserverSiemens

OPCserverAssetOptimizerEnterpriseHistorianaspectsOPCclientOPCserveraspectdirectoryOPCconnectionsaspectsaspectsOPCConnectiontoERPDirectandFieldbusaccess(local)OPCserverclientapplication(OPCclient)fieldbus(local)OPCserverFBManagerfieldbusPLCFBagentfieldbusPLCFBagentdirectconnectionfieldbusconnectioncanalsobeapoint-to-pointlinkclientapplication(OPCclient)proprietaryprotocolTheOPCserverisrunningallthetime,assoonasatleastoneclientispresentI/OdevicesclientsandserversrunasparallelprocessesAccessingaserverinanothernodeTCP/IPstubDCOMTCP/IPOPCserverDCOMTCP/IPOPCserverDCOMFBManager

fieldbusDCOMclientapplication(OPCclient)Limitation:doesnotworkoverfirewalls.Solution:OPCXML(seelater)COM/DCOMacrossmultiplenodesOPCserverforBrandYapplication1(OPCclient)FieldbusYFieldbusXdriversOPCserverforBrandXOPCserverforsimulationpanelapplication2(OPCclient)OPCserverforBrandZTCP/IPTCP/IPinput/outputtoplantEthernetapp3node1connectivitynodeOPC根本原理通用OPC構造及組成對象及接口概述必需的接口定義可選的接口定義效勞器地址空間及配置時間同步與挨次發送機制永久存儲機制EnumOPC對象屬性條目通用OPC構造及組成OPC數據訪問標準OPC報警和大事標準OPC數據交換標準OPC歷史數據訪問標準OPC批處理標準OPC安全性標準OPCXML標準OPC標準的進展歷史標準

版本

內容

DataAccess

3.0,2.0,1.0

數據訪問標準

AlarmsandEvents

1.10,1.00

報警和大事標準

HistoricalDataAccess

1.0

歷史數據存取標準

Batch

2.0,1.0

批量過程標準

Security

1.0

安全性標準

Compliance

2.00.2

數據訪問標準的測試工具

OPCXML

1.00,0.18

過程數據的XML標準

OPCeXchange

1.0

數據交換標準

OPCCommands

正在開發

命令標準

OPCCommonI/O

正在開發

公共I/O標準

OPCComplexData

正在開發

簡潔數據標準OPCDataAccessOPC

Alarms&EventsOPC

HDAhistorydatabaseOPC

BatchbatchsystemOPC

DXOPC

UAUnifiedArchitecture標準OPC數據訪問標準OPCDA的適用領域底層傳感器往往使用專用接口和協議DeviceSpecificI/OControlDataMonitorSub-SystemOPCOPC(通過DCOM)可以使用在各個子系統與治理終端之間OPC處于數據監視應用程序和專用的IO驅動軟件之間OPC數據訪問標準特點基于COM技術技術靈敏支持多類應用程序支持多類應用高效與可擴展性支持大型應用程序支高性能支持網絡操作支持網絡操作易于理解易于理解被廣泛承受被廣泛承受OPCDA能供給那類數據？傳感器的實時數據：溫度、壓力和流量把握參數：翻開、關閉、運行和停如狀態信息狀態信息硬件連接狀態硬件連接狀態軟件和子系統的狀態軟件和子系統的狀態總之，OPCDA可以供給任何類型數據OPCDA每個OPCDA效勞器是一個獨立的對象服一對OPCDA效勞器供給了到現場數據源的效勞供一個窗口窗口”數據通過對應的Tag訪問(Tag的定義由生產商和硬件有關生產商有關)數據可以周期性輪詢或單次讀寫數據可以周期性輪詢或單次讀寫OPC報警和大事標準

OPCAEOPC供給了OPC效勞器發生特殊時，以及OPC效勞器設定大事到來時向OPC客戶發送通知的一種機制，通過使用OPC技術，能夠更好的捕獲把握過程中的各種報警和大事并賜予相應的處理。OPC歷史數據訪問標準OPC供給了讀取存儲在過程數據存檔文件、數據庫或遠程終端設備中的歷史數據以及對其操作、編輯的方法。

HDAforHistoricalDataAccess.OPC數據交換標準什么是OPCDX?OPCDX?將確定穿過以太網的現場總線網絡進展效勞器到效勞器的通信遠程組態配置和治理效勞遠程組態配置和治理效勞延長OPCDA標準標準OPCDX將不影響現有的現場總線規將范范OPC數據交換標準誰需要OPCDX?OPCDX?自動化用戶自動化用戶希望有一套開放性的標準有以把各家以太網上的設備和把握器的數據進展交換并予以集成。并予以集成。自動化設備供給商自動化設備供給商期望供給符合開放性工業標準的產品，使之能互操作以及進展數據交換使之能互操作以及進展數據OPCDX應用OPC批處理標準OPCBatch的目的是使異構計算環境下不同的生產把握方案等有效地協同工作.一個批處理效勞器可以從其他OPC數據訪問效勞器或專用的批處理過程把握軟件獲得數據.OPCBatchBasedon:IEC61512-1BatchControl–Part1:ModelsandTerminology(ANSI/ISAS88.011995)ISA-dS88.02-2023draft17ofMay