OPC通訊協(xié)議介紹

OPC接口技術(shù)談英姿tanyz@東南高校自控系工業(yè)自動化教研室

AssessmentCommonWhatistheobjectiveofOPC?OnwhichtechnologydoesOPCrely?WhatisanOPCServer?WhicharethemainOPCspecifications?WhatarethecomponentsoftheOPCDAAutomationInterface?HowdoesanautomationplatformusetheOPCinterfaces?內(nèi)容提要概述OPC基本原理OPC自定義接口HMI/SCADAHMI/SCADADataAcquisition工程部門產(chǎn)品制造測試／質(zhì)管部門維護(hù)部門WindowsNT業(yè)務(wù)部門Internet/EthernetOPCDeviceNet

FOUNDATONPROFIBUSEthernetWindowsNTOPC數(shù)據(jù)采集PLCNNNN分布式I/ONNNN數(shù)據(jù)采集

運動控制可視監(jiān)控Measurement-Pressure-Temp-Flow-LevelValvesPositionersPIDControlFieldbusSystemFieldPointSystemPLCSystemOPCClientOPCServerOPCClientOPCClientOPCServerOPCServerHMIExcelInternetSCADAHMISCADANNNNNNNNNNNN為什么須要OPCSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPC的解決方案SoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverOPCOPCOPCOPCDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPCOPCOPC概述OLEforProcessControl(Objectlinkingandembedding)now:OpenProcessControlOpenessProductivityandConectivityOPC（用于過程限制的OLE）是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。OPC由一些世界上占據(jù)先地位的自動化系統(tǒng)和硬件、軟件公司與微軟（Microsoft）緊密合作而建立的。OPC定義了應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數(shù)據(jù)的方法。管理這個標(biāo)準(zhǔn)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(shù)的功能規(guī)程基礎(chǔ)上開發(fā)一個開放的和互操作的接口標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是促使自動化/限制應(yīng)用、現(xiàn)場系統(tǒng)/設(shè)備和商業(yè)/辦公室應(yīng)用之間具有更強大的互操作實力。BeforeOPCABBPLCsTélémécaniquePLCsSiemensPLCsMasterBusMMSdriverXWAYdriverProfinetdrivervisualizationhistorydatabaseWithOPC:ABBOperatorWorkplaceConnectionABBAC800MTélémécaniqueTSXSiemensS7AC800M

OPCserverSchneider

OPCserverSiemens

OPCserverOperatorIT

applicationsoftwareiswrittenindependentlyfromthetypeofcontrollerHistorian(InformationManager)MMSXWAYProfiNetthedriversstillexist,buttheclientsdonotseethemanymoreOPC技術(shù)基礎(chǔ)OPC技術(shù)基于微軟的OLE(現(xiàn)在的ActiveX)、COM(部件對象模型)和DCOM(分布式部件對象模型)技術(shù)。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過程限制和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。

ActiveX/COM技術(shù)定義各種不同的軟件部件如何交互運用和共享數(shù)據(jù)。不論過程中接受什么軟件或設(shè)備，OPC為多種多樣的過程限制設(shè)備之間進(jìn)行通信供應(yīng)了公用的接口。OPC技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成Transport(TCP-IP,UDP,Queued)ActiveX(Distributed)ComponentObjectModel(COM/DCOM)ObjectLinkingandEmbedding(OLE)EthernetOLEforProcessControl(OPC)onlybetweennodesOPC基金會管理OPC標(biāo)準(zhǔn)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(fā)出一個基本的可運行的OPC技術(shù)規(guī)范。在1996年8月發(fā)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(biāo)準(zhǔn)化集團(tuán)能夠更高速運轉(zhuǎn)。緣由特殊簡潔，只是由于OPC是建立在已普遍運用的Mricrosoft標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上。而其他標(biāo)準(zhǔn)化集團(tuán)必經(jīng)完全從最基本起先定義標(biāo)準(zhǔn)，因此在其工作范圍內(nèi)達(dá)成一樣的看法往往是費時費勁，自然其工作效率是不能和OPC基金會比擬的。

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(yè)閱歷的成員公司指導(dǎo)OPC基金會的工作。OPC基金會組織結(jié)構(gòu)OPC中國基金會OPC中國基金會的宗旨是在中國推廣OPC，以消退中國與其它發(fā)達(dá)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(yīng)的規(guī)章制度，同時針對中國市場建立相應(yīng)的市場營銷體系，供應(yīng)培訓(xùn)、信息以及展會的組織，以進(jìn)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(lián)系。:///OPC特性任何客戶機都可以與服務(wù)器連接即插即用的互操作性是其目標(biāo)該標(biāo)準(zhǔn)已被公開并出版\OPC基金會是管理此工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組織\靈敏性接納全部類型的客戶機及服務(wù)器\高效性優(yōu)化快速傳輸數(shù)據(jù)\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

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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基本原理通用OPC結(jié)構(gòu)及組成對象及接口概述必需的接口定義可選的接口定義服務(wù)器地址空間及配置時間同步與依次發(fā)送機制永久存儲機制EnumOPC對象屬性條目通用OPC結(jié)構(gòu)及組成OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范OPC報警和事務(wù)規(guī)范OPC數(shù)據(jù)交換規(guī)范OPC歷史數(shù)據(jù)訪問規(guī)范OPC批處理規(guī)范OPC平安性規(guī)范OPCXML規(guī)范OPC標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史標(biāo)準(zhǔn)

版本

內(nèi)容

DataAccess

3.0,2.0,1.0

數(shù)據(jù)訪問規(guī)范

AlarmsandEvents

1.10,1.00

報警和事務(wù)規(guī)范

HistoricalDataAccess

1.0

歷史數(shù)據(jù)存取規(guī)范

Batch

2.0,1.0

批量過程規(guī)范

Security

1.0

平安性規(guī)范

Compliance

2.00.2

數(shù)據(jù)訪問標(biāo)準(zhǔn)的測試工具

OPCXML

1.00,0.18

過程數(shù)據(jù)的XML規(guī)范

OPCeXchange

1.0

數(shù)據(jù)交換規(guī)范

OPCCommands

正在開發(fā)

叮囑規(guī)范

OPCCommonI/O

正在開發(fā)

公共I/O規(guī)范

OPCComplexData

正在開發(fā)

困難數(shù)據(jù)規(guī)范OPCDataAccessOPC

Alarms&EventsOPC

HDAhistorydatabaseOPC

BatchbatchsystemOPC

DXOPC

UAUnifiedArchitecture規(guī)范OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范OPCDA的適用領(lǐng)域底層傳感器往往運用專用接口和協(xié)議DeviceSpecificI/OControlDataMonitorSub-SystemOPCOPC(通過DCOM)可以運用在各個子系統(tǒng)與管理終端之間OPC處于數(shù)據(jù)監(jiān)視應(yīng)用程序和專用的IO驅(qū)動軟件之間OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范特點基于COM技術(shù)技術(shù)靈敏支持多類應(yīng)用程序支持多類應(yīng)用高效與可擴展性支持大型應(yīng)用程序支高性能支持網(wǎng)絡(luò)操作支持網(wǎng)絡(luò)操作易于理解易于理解被廣泛接受被廣泛接受OPCDA能供應(yīng)那類數(shù)據(jù)？傳感器的實時數(shù)據(jù)：溫度、壓力和流量限制參數(shù)：打開、關(guān)閉、運行和停如狀態(tài)信息狀態(tài)信息硬件連接狀態(tài)硬件連接狀態(tài)軟件和子系統(tǒng)的狀態(tài)軟件和子系統(tǒng)的狀態(tài)總之，OPCDA可以供應(yīng)任何類型數(shù)據(jù)OPCDA每個OPCDA服務(wù)器是一個獨立的對象服一對OPCDA服務(wù)器供應(yīng)了到現(xiàn)場數(shù)據(jù)源的服務(wù)供一個窗口窗口”數(shù)據(jù)通過對應(yīng)的Tag訪問(Tag的定義由生產(chǎn)商和硬件有關(guān)生產(chǎn)商有關(guān))數(shù)據(jù)可以周期性輪詢或單次讀寫數(shù)據(jù)可以周期性輪詢或單次讀寫OPC報警和事務(wù)規(guī)范

OPCAEOPC供應(yīng)了OPC服務(wù)器發(fā)生異樣時，以及OPC服務(wù)器設(shè)定事務(wù)到來時向OPC客戶發(fā)送通知的一種機制，通過運用OPC技術(shù)，能夠更好的捕獲限制過程中的各種報警和事務(wù)并賜予相應(yīng)的處理。OPC歷史數(shù)據(jù)訪問規(guī)范OPC供應(yīng)了讀取存儲在過程數(shù)據(jù)存檔文件、數(shù)據(jù)庫或遠(yuǎn)程終端設(shè)備中的歷史數(shù)據(jù)以及對其操作、編輯的方法。

HDAforHistoricalDataAccess.OPC數(shù)據(jù)交換規(guī)范什么是OPCDX?OPCDX?將確定穿過以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行服務(wù)器到服務(wù)器的通信遠(yuǎn)程組態(tài)配置和管理服務(wù)遠(yuǎn)程組態(tài)配置和管理服務(wù)延長OPCDA標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)OPCDX將不影響現(xiàn)有的現(xiàn)場總線規(guī)將范范OPC數(shù)據(jù)交換規(guī)范誰須要OPCDX?OPCDX?自動化用戶自動化用戶希望有一套開放性的標(biāo)準(zhǔn)有以把各家以太網(wǎng)上的設(shè)備和限制器的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換并予以集成。并予以集成。自動化設(shè)備供應(yīng)商自動化設(shè)備供應(yīng)商期望供應(yīng)符合開放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，使之能互操作以及進(jìn)行數(shù)據(jù)交換使之能互操作以及進(jìn)行數(shù)據(jù)OPCDX應(yīng)用OPC批處理規(guī)范OPCBatch的目的是使異構(gòu)計算環(huán)境下不同的生產(chǎn)限制方案等有效地協(xié)同工作.一個批處理服務(wù)器可以從其他OPC數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器或?qū)Ｓ玫呐幚磉^程限制軟件獲得數(shù)據(jù).OPCBatch

Basedon:IEC61512-1BatchControl–Part1:ModelsandTerminology

(ANSI/ISAS88.011995)

ISA-dS88.02-2000draft17ofMay2000