前  言
        过程数据的后期处理从来都是过程优化和追踪的一个重要组成部分。OPC，不仅包含了采集实时过程数据的统一方式，它也为历史数据的访问和分析提供了一个共同的平台— OPC HDA。OPC HDA和OPC DA 的结合可以解决很多历史过程数据的难题，其中包括使得分散的历史数据存储分析变的可靠、容易。至此，历史过程数据的解决方案，除了过去一个大型企业历史数据库独撑天下之外，又有了另外一种可能。
        过程历史数据库的供应商们只需要创建一条OPC DA 的通信渠道，就可以从大量的已经支持OPC DA的数据源中采集数据，而不需要去了解这些数据源的任何背景信息。
        OPC DA
        OPC，它其实是一组由世界上很多供应商共同创建，由OPC基金会长期维护的数据访问规范的集合，该集合统一了从生产线上不同过程控制设备中读取过程数据的方式，不论是怎样的数据源，也不管数据形式是什么样的。
        在这组集合中，最普遍应用的是OPC DA (OPC Data Access)。它优化了实时数据的访问和转移，使得供应商X的过程控制软件可以很方便地从供应商Y的设备中读取实时数据。与此同时，它也简化了历史数据的收集工作。过去，过程历史数据库 (process historian) 的供应商们需要花大量的时间和资金去开发或者购买各种专用服务器 (custom drivers) 从数据源中采集数据进行存储。而现在，过程历史数据库的供应商们只需要创建一条OPC DA 的通信渠道，就可以从大量的已经支持OPC DA的数据源中采集数据，而不需要去了解这些数据源的任何背景信息。
        任何支持OPC HDA规范的数据可视化、数据分析或者趋势汇报的软件CONTROL ENGINEERING China版权所有，都可以从任何一个支持OPC HDA的过程历史数据库 (process historian) 中读取数据。
        OPC HDA
        与实时数据的OPC通信规范相对应的还有访问历史数据的OPC规范 — OPC HDA (OPC Historical Data Access)。跟OPC DA相同的是，OPC HDA也提供了一种统一的在各种不同的应用层面之间传递数据的方式；但跟OPC DA完全不同的是，OPC HDA在不同角色之间传递的是非实时数据，即不是当下的时刻，而是过去某点或某段时间内的过程数据。任何支持OPC HDA规范的数据可视化、数据分析或者趋势汇报的软件CONTROL ENGINEERING China版权所有，都可以从任何一个支持OPC HDA的过程历史数据库 (process historian) 中读取数据。因为OPC HDA 已经是一种非常之成熟的OPC访问规范，所以现在市场上的主要过程历史数据库都支持OPC HDA，即使用户所用的历史数据库没有提供OPC通信，现在各大OPC供应商也都有为不同历史数据库提供OPC接口的软件。
        OPC DA和OPC HDA的结合使用已经大大简化了上述所说的过程，降低了费用和时间上的需求，带来了诸多企业切身需要的益处。
        Hub-Spoke 历史数据通信结构
        OPC HDA 非常有效地为拥有不同供应商的过程数据库 (process historian) 的用户们解决了难题，不仅经济上大大缩减了集成、培训、维修等费用，也非常好地利用了用户们的现有系统。用户们分散在不同地理位置的历史数据可以通过HDA 进行有规律的而且有保障的传输，也可以通过HDA 进行局域化的分析。
        曾经，当企业里有多个数据源分散在不同的地理位置时，总部 (Hub) 需要从各个不同地理位置的数据源处，以根据各个数据源处的数据形式或访问协议而产生的特有的方式来采集，然后压缩并有选择性地送回到中心一个庞大的过程历史数据库中存储控制工程网版权所有，再进行一系列的数据分析工具的对不同数据的提取及处理，为不同部门的送去其需要的不同的信息。为防止因为远程数据采集的信道出现连接上的问题而造成重要数据的丢失，通常那些远离总部的数据源都会有针对各自数据源的数据缓存器 (data buffer), 来备份某一个时间段的数据直至确认该部分数据已经安全送到中心的历史数据库内。也通常，数据缓存器里的数据是被供应商“锁”起来的，如果需要对其中的数据做些什么，也意味着需要到同一家供应商那里购买相应的软件等。
        而当如今OPC的普遍应用之后，OPC DA和OPC HDA的结合使用已经大大简化了上述所说的过程，降低了费用和时间上的需求，带来了诸多企业切身需要的益处。这样的结构我们称之为，基于OPC的Hub-Spoke通信结构。

        Hub-Spoke历史数据通信结构的实用价值：
        1. 基于业界开放式的通信标准
        2. 易于跟现有系统整合
        3. 过程历史数据库的局域化
        4. 保证数据的传输
        5. 增加获得有用信息的机会
        下面我们来具体分析该结构的实用价值。
        • 基于业界开放式的通信标准
        OPC已经是一个开放式的通信标准，没有哪一家供应商私人拥有它。用户再也不需要因为选购了某家供应商的历史数据库 (process historian) ，而必须使用同一家供应商的数据可视化工具 (data visualization tool)，或者该供应商的数据分析工具 (data analysis tool)。用户本身的需求成为第一位的考虑因素，市场上各大供应商的产品只要支持OPC，都是可选择的对象。
        • 易于跟现有系统整合
        也因为采用了OPC这样的通信标准控制工程网版权所有，使得数据的采集、传输、存储都是采用标准方式，不因数据形态、不因通信协议、不因产品供应商的不同而变化，这使得扩张、或改变现有历史数据的通信系统变的容易。从长期维护的角度来说，技术人员可以以不变而应万变，企业的维护消费也会大幅度降低。
        • 过程历史数据库的局域化
        在过程控制领域的大型企业，他们可能会用到非常复杂的企业级过程历史数据库 (enterprise process historian)。这个大型过程历史数据库是用来有选择性地存储压缩后的数据的。而小型的过程历史数据库 (desktop historian) 就在数据产生的地方，采集局域的全部实时数据, 然后自身存储备。也因为数据采集规模的相对局域性，它们通常非常高效。Hub-Spoke结构将数据的存储延伸到了不同的局域范围，弥补了过去单一式的数据采集然后集中分析处理的不足。
        • 保证数据的传输
        因为历史数据库的局域化，因传输中的数据丢失所带来的损失就降到了最低。而OPC技术现在已随着时间的发展日趋完善，在过程控制 (process control) 领域得到了十分广泛的青睐。它作为传输的媒介也保证了数据传输信道上的稳定性，从而大大减少了传输过程中出现故障的几率。
        • 增加获得有用信息的机会
        在应用Hub-Spoke的通信结构之后，用户获得有用信息的渠道已经不局限于原先的一个中心 (Hub) 数据库，因为各个Spoke都有自己的历史数据库可以存储原始数据。只要应用正确的应用程序软件，那么在Spoke就可以获得不同的信息 — 不同角色的人就可以根据他/她的工作需求而抽取对他/她有用的原始数据，进行数据分析，获得恰当的结论。
        MatrikonOPC如何实现
        历史数据Hub-Spoke解决方案
        利用MatrikonOPC Desktop Historian (ODH), 历史数据可以在数据产生的地方 (Spoke) 被存储、分析和管理起来。这是一个根本性质的转变 — 在众多的最底层的数据产生层面对数据进行初处理。也因为每一个数据产生点所产生的数据大大地少于整个企业的全部，那么在这里进行数据初出理不仅不需要数据压缩而且可以进行高效率的数据扫描。

        Figure 2 - MatrikonOPC Desktop Historian 数据管理功能截屏

        某种程度而言，分散往往代表着较高的维护代价。但是MatrikonOPC Desktop Historian (ODH) 的使用却恰恰相反 地，降低了对分散的数据维护工作。因为ODH 本身具有随时备份数据的功能，在下面这个窗口中您可以看到ODH 可以按照用户的需求来定时备份或者即刻备份，当然也可以对已经设置的定时备份做出适时的修改或者删除。

        Figure 3 - MatrikonOPC Backup Utility (备份工具) 窗口

        历史数据库 (process historian) 的分散化可以通过几个MatrikonOPC Desktop Historian (ODH) 的共同使用来实现，而MatrikonOPC历史链接 (MatrikonOPC History Link) 可以将这些分散各地的ODH、亦或者是其它支持OPC的历史数据库链接在一起，然后将各个Spoke的数据集合在总部 (Hub)。譬如需要在不同的厂房对不同的数据进行回路分析，进行数据分析的软件只需要购买一次，可以通过MatrikonOPC历史链接将各地的有用数据“吸收”在一个选定的地方，然后对来自不同源头的数据进行分别分析，也可以进行整合分析。
        MatrikonOPC 历史链接 (MatrikonOPC History Link) 的安装可以是在任何一个企业数据库网络内的支持OPC的过程历史数据库 (process historian) 所在地，它就可以将整个网络之内的所有有用数据，串成有用的数据流 (data flow)，方便用户对信息的获取。

        Figure 4 - Hub-Spoke的通信结构 （实际应用）

        历史数据处理的中心(Hub)可以连接多个拓扑点(Spoke)。每一个拓扑点都可以自己安装属于自己的支持OPC的过程历史数据库 (process historian), 比如MatrikonOPC Desktop Historian (ODH) 。全部的拓扑点都可以靠中心的MatrikonOPC历史链接 (MatrikonOPC History Link)“串通”在一起。像图四 (Figure 4) 中的结构这样，多个过程历史数据库被链接起来形成一个网络CONTROL ENGINEERING China版权所有，这就是基于OPC的Hub-Spoke的通信结构在实际中的体现。
        即使用户使用的数据库不是ODH，而是美国ASPENTECH公司的IP21，或者是美国OSI公司的PI，亦或者是Wonderware的InSQL数据库等等，它们也都可以在安装在Hub的MatrikonOPC历史链接软件的“安排”下顺利将数据转移至Hub的中心数据库内，如图五 (Figure 5) 所示。

        Figure 5 - ODH和其它过程历史数据库的混合使用

        为什么采用MatrikonOPC的Hub-Spoke通信结构
        除了Hub-Spoke通信结构的诸多益处之外，MatrikonOPC 的Hub-Spoke软件组合会给用户提供更多… …
        • 维护简单
        在MatrikonOPC Desktop Historian (ODH) 和MatrikonOPC历史链接 (MatrikonOPC History Link) 的强大备份以及错误恢复的功能下，用户不会再为数据传输的失败、数据的丢失等问题而头疼。因为它们可以自动识别错误且对关键数据频繁备份。维护工作变得非常容易。
        • 快速应用
        MatrikonOPC的Hub-Spoke软件包 (software package) 从诞生到提高已经经过了多个年头，它们的稳定性和用户友好性已经得到了充分的肯定。从安装到调试，过去繁杂的工作如今都变的一目了然，对技术人员的工作提供了极大的方便。
        • 强大的技术支持
        OPC已经是越来越普遍的工业数据通信标准，而MatrikonOPC 作为这一领域的领军者，我们提供给用户的不仅仅是高质量的软件，还有一流的OPC培训和强大的技术支持。用户获得不再局限为某一个厂家产品或者某一个供应商软件的技术培训，取而代之的是对OPC技术的深刻理解与掌握。当用户遇到任何应用困难时，MatrikonOPC的技术服务部门是每周7天每天24小时的技术支持，我们还可根据客户需求派出代表现场解决问题。
        实现MatrikonOPC
        Hub-Spoke通信体系的可选软件
        MatrikonOPC Tunneller: 这是在OPC领域最受欢迎的软件产品之一！它可以为两个不同网络之间的电脑在几分钟之内架起一座有效且可靠的通信桥梁，而且富有极强的可用性。用户以前所会遇到的DCOM调试难题在这个软件的应用后都不会再成为您数据共享上的绊脚石。通信协议、物理位置、工作组或者安全设置上的不同都不会再耽误您的时间和精力。用户所需要做的，仅仅是在需要通信的两台电脑上，安装Tunneller软件的客户端 (OPC Tunneller Client) 和服务器端 (OPC Tunneller Server)，然后在Tunneller客户端的用户界面上输入对方电脑的IP地址或名称。

        Figure 6 - 应用Tunnelling技术的前后对比

        MatrikonOPC 历史链接 (MatrikonOPC History Link): 该软件是在MatrikonOPC Tunnelling 的技术基础之上所开发的针对于过程历史数据库 (process historian) 的一款应用软件。通过它，多个支持OPC的过程历史数据库可以共享数据，
        也就是说控制工程网版权所有，用户可以访问不同地理位置的历史数据库，并且可以将一个数据库内的历史数据传送给另一个。这种传送可以是一次性的、按照某种事先设置好的条件来触发；也可以是按照某个频率定期传送。  

        Figure 7 - 定时历史数据转移窗口

        MatrikonOPC Desktop Historian:  对那些需要分析过程数据的生产、制造商而言，MatrikonOPC Desktop Historian (ODH) 是一件非常适合的产品，因为它性价比高，容易安装、操作简单且管理维护都相当轻松。跟一些企业大型数据库不同的是，ODH的功能强项在于原始数据的采集，而不是数据的呈现或处理。ODH可以成为一个大型历史数据库的一部分，也可以独当一面作为一个单独的历史数据库来使用。多个ODH的结合使用可以构建一个具有庞大的数据存储量和广阔的地理覆盖面的分散式历史数据存储体系。
        作者介绍：
        Jane Zhang | MatrikonOPC 市场开发部中国区经理
        她曾在MatrikonOPC的软件测试部门工作,并担任若干测试项目带头人,对MatrikonOPC的技术与产品有着较深的理解。现为中国市场开发的主要负责人。
        Email: jane.zhang@matrikonopc.com
        Tel: (780) 4481010 ext. 4575
        Matrikon Inc.
        10405 Jasper Avenue
        Edmonton, Alberta, Canada
        T5J 3N4
        更多学习资源：
        http://www.matrikonopc.cn/training/opc-learning-resources-chinese.aspx
        MatrikonOPC：www.matrikonopc.cn