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开放平台通信

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开放平台通信Open Platform Communications)簡稱OPC,旧称“用于过程控制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 FrameworkXML、OPC基金会的二进制编码TCP格式。

起源与使用

开放平台通信(OPC)規範是以微軟所開發,針對Microsoft Windows作業系統下的对象链接与嵌入(DDE)、组件对象模型(COM)及Distributed COM(DCOM)技術為基礎。規格定義了過程控制及工廠自動化需要的对象介面方法,目的是為了達到互操作性。最常見的OPC規範是讀寫實時資料用的OPC資料存取英语OPC Data Access(OPC DA)。許多製造商提到OPC時,所指的其實就是OPC Data Access。OPC DA在初版發行起,已有三個主要的版本,所有版本都向後相容。第一版OPC DA的客戶端仍可以存取第三版OPC DA的伺服器,各版本會增加機能,但原有的機能仍然要支援。不過若客戶端允許資料寫入,就不支援舊版的伺服器,例如DA 3 相同的客戶端不一定支援DA 1.0的伺服器。

除了OPC DA規範外,OPC基金会也維護OPC Historical Data Access英语OPC Historical Data Access(OPC HDA)的規範。OPC DA存取的是實時的資料,OPC HDA允許存取及檢索已存檔的歷史資料。

OPC基金会還維護OPC Alarms and Events的規範,定義警告及事件型式的訊息資訊,類似變數狀態及狀態管理的訊息[3]

设计

开放平台通信的設計目的是提供Windows-based軟體應用程式以及程序控制硬體共同的橋樑。規範中定義從車間樓層裝置存取現場設備的一致性方法。不論資料的來源及型態如何,方法都是不變的。某一硬體設備的OPC伺服器提供OPC Client存取資料的方式,和其他設備的OPC伺服器提供的方式都是一樣的。目的是為了減少硬體設計者、軟體合作廠商、SCADAHMI廠商花在處理這類問題,建立相關介面上的心力。只要硬體製造商針對其硬體設備開發了OPC伺服器,他們的工作就已經完成,任何設備都可以存取其資訊,只要SCADA製造商開發了OPC client,就可以存取OPC相同的硬體。

OPC伺服器提供方法給許多不同的軟體套件(前提是這些軟體要是OPC client),讓程序控制設備(例如PLCDCS英语distributed control system)來存取資料。傳統上,若軟體需要從一個設備存取資料,需要撰寫客製的界面(驅動程式)。OPC的目的就是定義共同的介面,只要開發一次,任何SCADA、人機介面或是電腦軟體都可以用此介面存取資料。

OPC規格沒有限制伺服器提供哪些資料給程序控制裝置。OPC伺服器可以傳送MCU的內部溫度,也可以傳送某一地區目前的溫度。

只要某個設備已經有了OPC伺服器,其他可以作為OPC client的軟體就可以存取此一設備。OPC伺服器使用微軟的OLE技術(也稱為元件物件模型,COM)來和client通訊。COM技術提供在軟體應用程式以及程序硬體之間即時的資料交換。

OPC規範中有一些已經出版發行,其他一部份只開放給OPC協會的成員,沒有一家公司擁有OPC規範,任何一家公司就算不是OPC協會的成員,也可以開發OPC伺服器,非成員不一定要使用到最新的規範。任何人都可以整合OPC產品,系统集成商也不需要属于任何组织。每家需要OPC產品的公司可以自行決定其產品是否要經過認證,其系统集成商是否有需要接受必要的訓練。

未来

OPC UA(OPC Unified Architecture)已經有對應的規範,並且其早期Adopters版本已經部署並且進行測試。OPC UA可以用JavaMicrosoft .NETC语言實現,避免了早期OPC版本需要用Microsoft Windows為基礎的系統才能實現的問題。UA結合了現有OPC介面的功能,又加入了像XMLWeb Services等技術,來支援高階的制造执行系统(MES)及企业资源计划(ERP)等應用。

OPC組織和MTConnect英语MTConnect組織在2010年9月16日宣佈會彼此合作,讓兩個標準之間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

参考文献

  1. ^ What is OPC?页面存档备份,存于互联网档案馆opcfoundation.org页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. ^ 存档副本. [2017-10-19]. (原始内容存档于2017-07-04). 
  3. ^ OPC A&E specification. [2017-10-19]. (原始内容存档于2022-06-05). 
  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