1. OPC技术的产生
随着工业生产的不断发展,工业控制软件取得了长足的进步。然而,由于生产规模的扩大和过程复杂程度的提高,工业控制软件设计面临着巨大的挑战,那就是要集成数量和种类不断增多的现场信息。在传统的控制系统中,智能设备之间及智能设备与控制系统软件之间的信息共享是通过驱动程序来实现的,不同厂家的设备又使用不同的驱动程序,迫使工业控制软件中包含了越来越多的底层通信模块。另外,由于相对特定应用的驱动程序一般不支持硬件特点的变化,这样使得工业控制软硬件的升级和维护极其不便。还有,在同一时刻,两个客户应用一般不能对同一个设备进行数据读写,因为它们拥有不同的、相互独立的驱动程序,同时对同一个设备进行操作,可能会引起存取冲突,甚至导致系统崩溃。OPC技术的出现则很好的解决了这些问题。
OPC是Object Linking and Embedding(OLE)for Process Control的缩写,它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础,采用客户/服务器模式www.cechina.cn,为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准,
2. OPC规范概述
OPC是一个工业标准,它是由一些世界上著名的自动化系统和硬件、软件公司和Microsoft(微软)紧密合作而建立的。OPC包括一整套接口,属性和方法的标准集,提供给用户用于过程控制和工业自动化应用。Microsoft的OLE/COM技术定义了各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据,从而使得OPC能够提供通用的接口用于各种过程控制设备之间的通讯,不论过程中采用什么软件和设备。其发展动态如表1所列。
表1 OPC标准
标准 版本 内容
Data Access 3.0,2.0,1.0 数据访问规范
Alarms and Events 1.10,1.00 报警和事件规范
Historical Data Access 1.0 历史数据存取规范
Batch 2.0,1.0 批量过程规范
Security 1.0 安全性规范
Compliance 2.00.2 数据访问标准的测试工具
OPC XML 1.00,0.18 过程数据的XML规范
OPC eXchange 1.0 数据交换规范
OPC Commands 正在开发 命令规范
OPC Common I/O 正在开发 公共I/O规范
OPC Complex Data 正在开发
复杂数据规范OPC技术的实现由两部分组成,OPC服务器和OPC客户应用部分。其应用模式如图1所示。OPC服务器完成的工作就是收集现场设备的数据信息控制工程网版权所有,然后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。OPC客户端则通过标准的OPC接口接收数据信息。在具体的实现过程中,用户可以根据自己的需要挑选相应的规范来使用。
其中数据访问规范提供给用户访问实时过程数据的方法;报警和事件规范提供了一种由服务器程序将现场的事件或报警通知客户程序的机制;历史数据存取规范用来提供用户得到存储在过程数据存档文件,数据库或远程终端设备中的历史数据以及来分析这些历史过程数据的方法。其他规范不在此一一介绍。
3.采用OPC规范设计系统的益处
1)采用标准的Windows体系接口,硬件制造商为其设备提供的接口程序的数量减少到一个,软件制造商也仅需要开发一套通讯接口程序。即有利于软硬件开发商,更有利于最终用户。
2)OPC规范以OLE/DCOM为技术基础,而OLE/DCOM支持TCP/IP等网络协议,因此可以将各个子系统从物理上分开,分布于网络的不同节点上。
3)OPC按照面向对象的原则,将一个应用程序(OPC服务器)作为一个对象封装起来,只将接口方法暴露在外面,客户以统一的方式去调用这个方法,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从底层的开发中脱离出来。
4)OPC实现了远程调用,使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关,便于系统硬件配置,使得系统的应用范围更广。
5)采用OPC规范,便于系统的组态,将系统复杂性大大简化,可以大大缩短软件开发周期控制工程网版权所有,提高软件运行的可靠性和稳定性,便于系统的升级与维护。
6)OPC规范了接口函数www.cechina.cn,不管现场设备以何种形式存在控制工程网版权所有,客户都以统一的方式去访