OPC通訊協(xié)議介紹

OPC接口技術(shù)談?dòng)⒆藅anyz@東南高校自控系工業(yè)自動(dòng)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(mén)產(chǎn)品制造測(cè)試／質(zhì)管部門(mén)維護(hù)部門(mén)WindowsNT業(yè)務(wù)部門(mén)Internet/EthernetOPCDeviceNet

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

運(yùn)動(dòng)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(guò)程限制的OLE）是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。OPC由一些世界上占據(jù)先地位的自動(dòng)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(jī)之間交換自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法。管理這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際組織是OPC基金會(huì)。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(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)放的和互操作的接口標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是促使自動(dòng)化/限制應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)/設(shè)備和商業(yè)/辦公室應(yīng)用之間具有更強(qiáng)大的互操作實(shí)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(duì)象模型)和DCOM(分布式部件對(duì)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(guò)程限制和制造業(yè)自動(dòng)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(yùn)用和共享數(shù)據(jù)。不論過(guò)程中接受什么軟件或設(shè)備，OPC為多種多樣的過(guò)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(huì)管理OPC標(biāo)準(zhǔn)的組織是OPC基金會(huì)。其前身由一個(gè)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(shí)間便開(kāi)發(fā)出一個(gè)基本的可運(yùn)行的OPC技術(shù)規(guī)范。在1996年8月發(fā)布了簡(jiǎn)化的、一步到位的解決方案。

OPC基金會(huì)OPC基金會(huì)的工作比其他很多標(biāo)準(zhǔn)化集團(tuán)能夠更高速運(yùn)轉(zhuǎn)。緣由特殊簡(jiǎn)潔，只是由于OPC是建立在已普遍運(yùn)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(fèi)時(shí)費(fèi)勁，自然其工作效率是不能和OPC基金會(huì)比擬的。

Micosoft是OPC基金會(huì)的一個(gè)成員，已賜予OPC基金會(huì)強(qiáng)有力的支持。但Microsoft在OPC中的作用主要在于其強(qiáng)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(huì)的工作。OPC基金會(huì)組織結(jié)構(gòu)OPC中國(guó)基金會(huì)OPC中國(guó)基金會(huì)的宗旨是在中國(guó)推廣OPC，以消退中國(guó)與其它發(fā)達(dá)國(guó)家的信息差距。通過(guò)定期召開(kāi)中國(guó)基金會(huì)會(huì)員大會(huì)、制定相應(yīng)的規(guī)章制度，同時(shí)針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)建立相應(yīng)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)體系，供應(yīng)培訓(xùn)、信息以及展會(huì)的組織，以進(jìn)一步加強(qiáng)各會(huì)員的利益，以本地化的形式加強(qiáng)與OPC基金會(huì)的聯(lián)系。:///OPC特性任何客戶機(jī)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(kāi)并出版\OPC基金會(huì)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(jī)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(yǔ)言\C,C++,VB,Java,HTML,DHTML\可利用Internet\OPCasahubsource:SiemensWinCCOPCconnectiontodatabasesToolsallowtobuildanOPCDAinterfacetoanyODBC-equippeddatabase.Thedatabaseinternalstructure(exposedthroughqueries)isreflectedasahierarchyofOPCitems.Thisallowstogiveaunifiedaccesstosimpleitems.application(OPCclient)OPCserverDBODBCOPCforinternalcommunication:AIPasexampleAIPaspectsAC800M

OPCserverSchneider

OPCserverSiemens

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(duì)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(shí)間同步與依次發(fā)送機(jī)制永久存儲(chǔ)機(jī)制EnumOPC對(duì)象屬性條目通用OPC結(jié)構(gòu)及組成OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)規(guī)范OPC報(bào)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(wèn)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(wèn)規(guī)范

AlarmsandEvents

1.10,1.00

報(bào)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(guò)程規(guī)范

Security

1.0

平安性規(guī)范

Compliance

2.00.2

數(shù)據(jù)訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試工具

OPCXML

1.00,0.18

過(guò)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(kāi)發(fā)

叮囑規(guī)范

OPCCommonI/O

正在開(kāi)發(fā)

公共I/O規(guī)范

OPCComplexData

正在開(kāi)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(wèn)規(guī)范OPCDA的適用領(lǐng)域底層傳感器往往運(yùn)用專用接口和協(xié)議DeviceSpecificI/OControlDataMonitorSub-SystemOPCOPC(通過(guò)DCOM)可以運(yùn)用在各個(gè)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(dòng)軟件之間OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)規(guī)范特點(diǎn)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(kuò)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：溫度、壓力和流量限制參數(shù)：打開(kāi)、關(guān)閉、運(yùn)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(gè)OPCDA服務(wù)器是一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象服一對(duì)OPCDA服務(wù)器供應(yīng)了到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)源的服務(wù)供一個(gè)窗口窗口”數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的Tag訪問(wèn)(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(xiě)數(shù)據(jù)可以周期性輪詢或單次讀寫(xiě)OPC報(bào)警和事務(wù)規(guī)范

OPCAEOPC供應(yīng)了OPC服務(wù)器發(fā)生異樣時(shí)，以及OPC服務(wù)器設(shè)定事務(wù)到來(lái)時(shí)向OPC客戶發(fā)送通知的一種機(jī)制，通過(guò)運(yùn)用OPC技術(shù)，能夠更好的捕獲限制過(guò)程中的各種報(bào)警和事務(wù)并賜予相應(yīng)的處理。OPC歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)規(guī)范OPC供應(yīng)了讀取存儲(chǔ)在過(guò)程數(shù)據(jù)存檔文件、數(shù)據(jù)庫(kù)或遠(yuǎn)程終端設(shè)備中的歷史數(shù)據(jù)以及對(duì)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(guò)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)OPCDA標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)OPCDX將不影響現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)將范范OPC數(shù)據(jù)交換規(guī)范誰(shuí)須要OPCDX?OPCDX?自動(dòng)化用戶自動(dòng)化用戶希望有一套開(kāi)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(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商期望供應(yīng)符合開(kāi)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(jì)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(gè)批處理服務(wù)器可以從其他OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器或?qū)Ｓ玫呐幚磉^(guò)程限制軟件獲得數(shù)據(jù).OPCBatch

Basedon:IEC61512-1BatchControl–Part1:ModelsandTerminology

(ANSI/ISAS88.011995)

ISA-dS88.02-2000draft17ofMay2000