OPC通讯协议介绍

- . OPC 通讯协议介绍 OPC(OLE for Process Control, 用于过程控制的 OLE)是一个工业标准，管理 这个标准国际组织是 OPC 基金会，OPC 基金会现有会员已超过 220 家。遍布全 球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。 基于微软的 OLE(现在的 Active X)、COM (部件对象模型)和 DCOM (分布式 部件对象模型)技术。OPC 包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控 制和制造业自动化系统。 OPC 全称是 OLE for Process Control，它的出现为基于 Windows 的应用 程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息， 每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多， 且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样 也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急迫需要一种具有高效性、可 靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC 标准应运而生。OPC 标准以微软公司的 OLE 技术为根底，它的制定是通过提供 一套标准的 OLE/COM 接口完成的，在 OPC 技术中使用的是 OLE 2 技术，OLE 标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。 COM是Component Object Model的缩写， 是所有OLE机制的根底。 COM 是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将 Windows 下的 对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应 用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创立的。例如，用户可以 -.word.zl. - . 使用 C++语言创立一个 Windows 对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可 以访问该对象提供的各种功能，用户可以使用 Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk 或其它语言编写对象访问程序。在 Windows NT4.0 操作系统下，COM 标准扩展 到可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上， COM 的这个扩展被称为 DCOM〔Distributed COM〕。 通过 DCOM 技术和 OPC 标准，完全可以创立一个开放的、可互操作的 控制系统软件。OPC 采用客户/效劳器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生 产厂家或第三方厂家，以 OPC 效劳器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商 的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。 OPC 效劳器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语 言环境提供访问机制。这两种接口是：自动化接口〔Automation interface〕；自 定义接口〔Custom interface〕。自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的 标准接口，可以使用 VisualBasic、Delphi、PowerBuilder 等编程语言开发 OPC 效 劳器的客户应用。而自定义接口是专门为 C++等高级编程语言而制定的标准接 口。OPC 现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利， 用户不用为通讯协议的难题而苦恼。任何一家自动化软件解决方案的提供者，如 果它不能全方位地支持 OPC，那么必将被历史所淘汰。 1、在控制领域中，系统往往由分散的各子系统构成；并且各子系统往 往采用不同厂家的设备和方案。用户需要，将这些子系统集成，并架构统一的实 时监控系统。 2、这样的实时监控系统需要解决分散子系统间的数据共享，各子系统 需要统一协调相应控制指令。 -.word.zl. - . 3、再考虑到实时监控系统往往需要升级和调整。 4、就需要各子系统具备统一的开放接口。 5、OPC(OLE for Process Control) 标准正是这一思维的产物。 6、 OPC 基于 Microsoft 公司的 Distributed interNet Application (DNA) 构 架和 Component Object Model (COM) 技术的，根据易于扩展性而设计的。OPC 标准定义了一个工业标准接口。 7、OPC 是以 OLE/COM 机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM 是 一种客户/效劳器模式， 具有语言无关性、 代码重用性、 易于集成性等优点。 OPC 标准了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问， 从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。 8、OPC 定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于 PC 的软件组件 能交换数据。它是基于 Windows 的 OLE——对象链接和嵌入、COM——部件对 象模型(Component Object Model)和 DCOM——分布式 COM(Distributed COM)技 术。因而，OPC 为自动化层的典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提 供了一个理想的方法。 OPC 应用领域 1、工控解决方案用户 2、楼控解决方案用户 3、工控解决方案厂商 4、楼控解决方案厂商 5、工控解决方案集成商 6、楼控解决方案集成商 -.word.zl. - . 7、 All Automation Fields OPC 是为了连接数据源(OPC 效劳器)和数据的使用者(OPC 应用程序) 之间的软件接口标准。数据源可以是PLC，DCS，条形码读取器等控制设备。随 控制系统构成的不同， 作为数据源的 OPC 效劳器即可以是和 OPC 应用程序在同 一台计算机上运行的本地 OPC 效劳器，也可以是在另外的计算机上运行的远程 OPC 效劳器。 OPC 接口既可以适用于通过网络把最下层的控制设备的原始数据提供 给作为数据的使用者(OPC 应用程序)的 HMI(硬件监视接口)／SCADA(监视控制 与数据采集)，批处理等自动化程序，以至更上层的历史数据库等应用程序，也 可以适用于应用程序和物理设备的直接连接。所以 OPC 接口是适用于很多系统 的具有高厚度柔软性的接口标准。 OPC 解决了什么？ OPC 诞生以前，硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口并没 有统一的标准。例如，在 FA(FactoryAutomation)——工厂自动化领域，连接 PLC(Programmable Logic Controller)等控制设备和 SCADA／HMI 软件，需要不同 的 FA 网络系统构成。根据某调查结果，在控制系统软件开发的所需费用中，各 种各样机器的应用程序设计占费用的 7 成， 而开发机器设备间的连接接口那么占 了 3 成。此外，在PA(Process Automation)——过程自动化领域，当希望把分布式 控制系统(DCS——Distributed Control System)中所有的过程数据传送到生产管理 系统时，必须按照各个供给厂商的各个机种开发特定的接口，例如，利用 C 语 言 DLL(动态链路数据库)连接的 DDE(动态数据交换)效劳器或者利用 FTP(文件 传送协定)的文本等设计应用