OPC通訊協(xié)議介紹

OPC接口技術(shù)談英姿tanyz@東南大學(xué)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根本原理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為什么需要OPCSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPC的解決方案SoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverSoftwareDriverOPCOPCOPCOPCDisplayApplicationTrendApplicationReportApplicationOPCOPCOPC概述OLEforProcessControl(Objectlinkingandembedding)now:OpenProcessControlOpenessProductivityandConectivityOPC〔用于過程控制的OLE〕是一個工業(yè)標準。OPC由一些世界上占領(lǐng)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(shù)的功能規(guī)程根底上開發(fā)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/控制應(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能力。BeforeOPCABBPLCsTélémécaniquePLCsSiemensPLCsMasterBusMMSdriverXWAYdriverProfinetdrivervisualizationhistorydatabaseWithOPC:ABBOperatorWorkplaceConnectionABBAC800MTélémécaniqueTSXSiemensS7AC800M

OPCserverSchneider

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OPCserverOperatorIT

applicationsoftwareiswrittenindependentlyfromthetypeofcontrollerHistorian(InformationManager)MMSXWAYProfiNetthedriversstillexist,buttheclientsdonotseethemanymoreOPC技術(shù)根底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、屬性和方法的標準集，用于過程控制和制造業(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使用和分享數(shù)據(jù)。不管過程中采用什么軟件或設(shè)備，OPC為多種多樣的過程控制設(shè)備之間進行通信提供了公用的接口。OPC技術(shù)根底構(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等著名大公司組成專門的工作組，僅僅用了短短的一年時間便開發(fā)出一個根本的可運行的OPC技術(shù)標準。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許多標準化集團能夠更高速運轉(zhuǎn)。原因十分簡單，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(jīng)完全從最根本開始定義標準，因此在其工作范圍內(nèi)達成一致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，已給予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)經(jīng)驗的成員公司指導(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，以消除中國與其它興旺國家的信息差距。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，提供培訓(xùn)、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(lián)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基金會是管理此工業(yè)標準的組織\靈活性接納所有類型的客戶機及效勞器\高效性優(yōu)化快速傳輸數(shù)據(jù)\可以支持所有編程語言\C,C++,VB,Java,HTML,DHTML\可利用Internet\OPCasahubsource:SiemensWinCCOPCconnectiontodatabasesToolsallowtobuildanOPCDAinterfacetoanyODBC-equippeddatabase.Thedatabaseinternalstructure(exposedthroughqueries)isreflectedasahierarchyofOPCitems.Thisallowstogiveaunifiedaccesstosimpleitems.application(OPCclient)OPCserverDBODBCOPCforinternalcommunication:AIPasexampleAIPaspectsAC800M

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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根本原理通用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效勞器地址空間及配置時間同步與順序發(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)訪問標準OPC報警和事件標準OPC數(shù)據(jù)交換標準OPC歷史數(shù)據(jù)訪問標準OPC批處理標準OPC平安性標準OPCXML標準OPC標準的開展歷史標準

版本

內(nèi)容

DataAccess

3.0,2.0,1.0

數(shù)據(jù)訪問標準

AlarmsandEvents

1.10,1.00

報警和事件標準

HistoricalDataAccess

1.0

歷史數(shù)據(jù)存取標準

Batch

2.0,1.0

批量過程標準

Security

1.0

平安性標準

Compliance

2.00.2

數(shù)據(jù)訪問標準的測試工具

OPCXML

1.00,0.18

過程數(shù)據(jù)的XML標準

OPCeXchange

1.0

數(shù)據(jù)交換標準

OPCCommands

正在開發(fā)

命令標準

OPCCommonI/O

正在開發(fā)

公共I/O標準

OPCComplexData

正在開發(fā)

復(fù)雜數(shù)據(jù)標準OPCDataAccessOPC

Alarms&EventsOPC

HDAhistorydatabaseOPC

BatchbatchsystemOPC

DXOPC

UAUnifiedArchitecture標準OPC數(shù)據(jù)訪問標準OPCDA的適用領(lǐng)域底層傳感器往往使用專用接口和協(xié)議DeviceSpecificI/OControlDataMonitorSub-SystemOPCOPC(通過DCOM)可以使用在各個子系統(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)訪問標準特點基于COM技術(shù)技術(shù)靈活支持多類應(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能提供那類數(shù)據(jù)？傳感器的實時數(shù)據(jù)：溫度、壓力和流量控制參數(shù)：翻開、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可以提供任何類型數(shù)據(jù)OPCDA每個OPCDA效勞器是一個獨立的對象服一對OPCDA效勞器提供了到現(xiàn)場數(shù)據(jù)源的效勞供一個窗口窗口”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報警和事件標準

OPCAEOPC提供了OPC效勞器發(fā)生異常時，以及OPC效勞器設(shè)定事件到來時向OPC客戶發(fā)送通知的一種機制，通過使用OPC技術(shù)，能夠更好的捕捉控制過程中的各種報警和事件并給予相應(yīng)的處理。OPC歷史數(shù)據(jù)訪問標準OPC提供了讀取存儲在過程數(shù)據(jù)存檔文件、數(shù)據(jù)庫或遠程終端設(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)交換標準什么是OPCDX?OPCDX?將確定穿過以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)進行效勞器到效勞器的通信遠程組態(tài)配置和管理效勞遠程組態(tài)配置和管理效勞延伸OPCDA標準標準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(wǎng)上的設(shè)備和控制器的數(shù)據(jù)進行交換并予以集成。并予以集成。自動化設(shè)備供給商自動化設(shè)備供給商期望提供符合開放性工業(yè)標準的產(chǎn)品，使之能互操作以及進行數(shù)據(jù)交換使之能互操作以及進行數(shù)據(jù)OPCDX應(yīng)用OPC批處理標準OPCBatch的目的是使異構(gòu)計算環(huán)境下不同的生產(chǎn)控制方案等有效地協(xié)同工作.一個批處理效勞器可以從其他OPC數(shù)據(jù)訪問效勞器或?qū)Ｓ玫呐幚磉^程控制軟件獲得數(shù)據(jù).OPCBatch

Basedon:IEC61512-1BatchControl–Part1:ModelsandTerminology

(ANSI/ISAS88.011995)

ISA-dS88.02-2000draft17ofMay20