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开放平台通信

2018-08-29 18:05:37     所属分类:计算机标准

开放平台通信Open Platform Communications)简称OPC,旧称“用于过程控制的OLE”,是用于工业自动化的一种通信标准。设备制造商(特别是PLC)如果遵从这一标准,则实时数据可提供给OPC Server,上位机的软件(称为OPC Client)直接访问OPC Server就可以获取到设备数据,从而对不同的设备的差异透明化。

1996年首次发布后,由OPC基金会英语OPC Foundation维护这一标准。[1] 2011年名字从“用于过程控制的OLE”改为“开放平台通信”,[2]以反映OPC已经从过程控制领域推广到智能建筑、离散制造英语discrete manufacturing等。OPC也超出了传统的OLE技术,采用了.NET Framework、XML、OPC基金会的二进制编码TCP格式。

目录

  • 1 起源与使用
  • 2 设计
  • 3 未来
  • 4 实现
  • 5 参见
  • 6 参考文献
  • 7 外部链接

起源与使用

开放平台通信(OPC)规范是以微软所开发,针对Microsoft Windows操作系统下的对象链接与嵌入(DDE)、组件对象模型(COM)及Distributed COM(DCOM)技术为基础。规格定定义了过程控制及工厂自动化需要的对象、接口及方法,目的是为了达到互操作性。最常见的OPC规范是读写实时数据用的OPC数据访问英语OPC Data Access(OPC DA)。许多制造商提到OPC时,所指的其实就是OPC Data Access。OPC DA在初版发行起,已有三个主要的版本,所有版本都向后兼容。第一版OPC DA的客户端仍可以访问第三版OPC DA的服务器,各版本会增加机能,但原有的机能仍然要支持。不过若客户端允许数据写入,就不支持旧版的服务器,例如DA 3 相同的客户端不一定支持DA 1.0的服务器。

除了OPC DA规范外,OPC基金会也维护OPC Historical Data Access英语OPC Historical Data Access(OPC HDA)的规范。OPC DA访问的是实时的数据,OPC HDA允许访问及检索已存档的历史数据。

OPC基金会还维护OPC Alarms and Events的规范,定义警告及事件型式的消息信息,类似变量状态及状态管理的消息[3]

设计

开放平台通信的设计目的是提供Windows-based软件应用程序以及程序控制硬件共同的桥梁。规范中定义从车间楼层设备访问现场设备的一致性方法。不论数据的来源及类型如何,方法都是不变的。某一硬件设备的OPC服务器提供OPC Client访问数据的方式,和其他设备的OPC服务器提供的方式都是一样的。目的是为了减少硬件设计者、软件合作厂商、SCADA及HMI厂商花在处理这类问题,创建相关接口上的心力。只要硬件制造商针对其硬件设备开发了OPC服务器,他们的工作就已经完成,任何设备都可以访问其信息,只要SCADA制造商开发了OPC client,就可以访问OPC相同的硬件。

OPC服务器提供方法给许多不同的软件包(前提是这些软件要是OPC client),让程序控制设备(例如PLC、DCS英语distributed control system)来访问数据。传统上,若软件需要从一个设备访问数据,需要撰写定制的界面(驱动程序)。OPC的目的就是定义共同的接口,只要开发一次,任何SCADA、人机界面或是计算机软件都可以用此接口访问数据。

OPC规格没有限制服务器提供哪些数据给程序控制设备。OPC服务器可以发送MCU的内部温度,也可以发送某一地区目前的温度。

只要某个设备已经有了OPC服务器,其他可以作为OPC client的软件就可以访问此一设备。OPC服务器使用微软的OLE技术(也称为组件对象模型,COM)来和client通信。COM技术提供在软件应用程序以及程序硬件之间即时的数据交换。

OPC规范中有一些已经出版发行,其他一部分只开放给OPC协会的成员,没有一家公司拥有OPC规范,任何一家公司就算不是OPC协会的成员,也可以开发OPC服务器,非成员不一定要使用到最新的规范。任何人都可以集成OPC产品,系统集成商也不需要属于任何组织。每家需要OPC产品的公司可以自行决定其产品是否要经过认证,其系统集成商是否有需要接受必要的训练。

未来

OPC UA(OPC Unified Architecture)已经有对应的规范,并且其早期Adopters版本已经部署并且进行测试。OPC UA可以用Java、Microsoft .NET、C语言实现,避免了早期OPC版本需要用Microsoft Windows为基础的系统才能实现的问题。UA结合了现有OPC接口的功能,又加入了像XML及Web Services等技术,来支持高阶的制造执行系统(MES)及企业资源计划(MES)等应用。

OPC组织和MTConnect英语MTConnect组织在2010年9月16日宣布会彼此合作,让两个标准之间有一致性及互操作性[4]

实现

  • LIGHTOPC:免费开源的OPC Server
  • MODBUSTOOPC:免费开源,把MODBUS通信协议转为OPC

参见

  • Modbus RTU
  • Lonworks英语Lonworks
  • KNX英语KNX (standard)
  • IEC 61850英语IEC 61850
  • MTConnect英语MTConnect

参考文献

  1. ^ What is OPC? opcfoundation.org
  2. ^ https://opcfoundation.org/about/what-is-opc/
  3. ^ OPC A&E specification
  4. ^ OPC Foundation and MTConnect Institute Announce a Memorandum of Understanding. OPC Foundation. 2010-10-21 [2010-10-26]. (原始内容存档于2011-06-16). 

外部链接

  • FatRat Library - free OPC server developers toolkit
  • OpenOPC - Open Source OPC client development in Python
  • OPC Foundation
  • OPC Programmers' Connection
  • OPC Unified Architecture Address Space e-book
  • prOpc Library - Open Source OPC server/client toolkit in Delphi

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