「天地和興」技術分享:工業控制協議介紹之OPC協議
- 分類:行業洞察
- 作者:
- 來源:
- 發布時間:2018-06-12 14:24
- 訪問量:
【概要描述】OPC全稱是OLE for Process Control,即用于過程控制的OLE,是針對現場控制系統的一個工業標準接口,是工業控制和生產自動化領域中使用的硬件和軟件的接口標準。
「天地和興」技術分享:工業控制協議介紹之OPC協議
【概要描述】OPC全稱是OLE for Process Control,即用于過程控制的OLE,是針對現場控制系統的一個工業標準接口,是工業控制和生產自動化領域中使用的硬件和軟件的接口標準。
- 分類:行業洞察
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- 發布時間:2018-06-12 14:24
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OPC全稱是OLE for Process Control,即用于過程控制的OLE,是針對現場控制系統的一個工業標準接口,是工業控制和生產自動化領域中使用的硬件和軟件的接口標準?;谖④浀腛LE(現在的Active X)、COM(部件對象模型)和DCOM (分布式部件對象模型)技術,OPC包括自動化應用中使用的一整套接口、屬性和方法的標準集,用于過程控制和制造業自動化系統。提供工業自動化系統中獨立單元之間標準化的互聯互通,順應了自動化系統向開放、互操作、網絡化、標準化方向發展的趨勢。
OPC體系結構
OPC 規范中,對 OPC 的體系結構做了詳細說明。
OPC規范包括:OPC數據訪問規范、OPC報警和事件規范、OPC數據交換規范、OPC歷史數據訪問規范、OPC批處理規范、OPC安全性規范、OPCXML規范?,F在成熟并發布的OPC規范主要包括數據存取規范、報警和事件處理規范以及歷史數據存取規范。
基于OPC的軟件結構如圖:
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像所有的COM實現一樣,OPC的結構是客戶機服務器模式。各個OPC客戶程序通過OPC標準接口對各OPC服務器管理的設備進行操作,而不需關心服務器的實現細節及設備內部的具體細節。OPC把開發訪問接口的任務放在硬件生產廠家或第三方廠家,以OPC服務器的形式提供給用戶,解決了軟、硬件廠商的矛盾,完成了系統的集成,提高了系統的開放性和可互操作性。
OPC邏輯對象模型
應用程序與OPC服務器之間必須有OPC接口,OPC規范提供了兩套標準接口:Custom標準接口和OLE自動化標準接口。通常在系統設計中采用OLE自動化標準接口。
OLE自動化標準接口定義了以下三層接口,依次呈包含關系:
OPCServer:OPC啟動服務器,獲得其他對象和服務的起始類,并用于返回OPC Group類對象;
OPCGroup:存儲由若干OPC Item組成的Group信息,并用于返回OPC Item類對象。
OPCItem:存儲具體Item 的定義、數據值、狀態值等信息。
3.1 OPC服務器對象
OPC 服務器對象是 OPC 服務器開發的核心內容,其中IOPCServer 又是OPC服務器對象的主要實現接口。
IOPCServer實現對 OPC 組的管理,包括 OPC組的創建、刪除、顯示所有連接到當前服務器的組以及根據輸入的組名得到組等功能。這些功能的實現由特定的函數實現。
IOPCCommon接口是 OPC 數據訪問服務器、 OPC報警與事件服務器等服務器共同支持的接口,它提供設置與查詢 LocaleID 的能力,通過 LocaleID在組定義時的使用,可以讓不同 LCID 的客戶應用程序的操作不會相互影響。
IOPCItemProperties接口主要是提供給客戶應用程序瀏覽具有 ITEMID 的屬性以及讀取這些屬性的當前值。
3.2 OPC組對象
主要功能:管理OPC Group對象的內部狀態信息、創建和管理Items對象、OPC服務器內部的實時數據存取服務(同步與異步方式)。
IOPCItemMgt接口讓客戶應用程序在一個組中創建、刪除和控制項對象,它是OPC 組對象管理項的接口。例如設置OPC 項的活動狀態和數據類型等屬性。
IOPCSyncIO接口進行同步讀寫操作。
IOPCAsyncIO接口進行異步讀寫操作。
IOPCAsyncIO2是 OPC 2.0 版中替代 IOPCAsyncIO的異步操作接口,它與連接點接口配合使用,提高了數據通信的效率。
IDataObject接口在 OPC 1.0 版本中是 OPC服務器的必要接口,它是以OPCGroup 為操作對象,而不直接對標簽進行操作。
IConnectionPointContainer接口與服務器對象的同名接口功能不同。在組對象中它完成的是與 IDataObject 接口相似的功能,而在服務器對象中,連接點容器接口提供訪問關機事件的連接點。
3.3 OPC項對象
用來描述實時數據,代表了與服務器數據源的連接,而不是數據源。一個項不能被OPC客戶端訪問,因此在OPC規范中沒有對應于項的COM接口,所有對項的訪問都需要通過OPC Group對象來實現。
item屬性包括:
name:項的名稱,在服務器對應于Item ID。
active:項的激活狀態。
value:項的數據值。
quality:項的品質,代表數值的可信度。
Timestamp:時間戳,代表數據的存取時間。
下面的表中列出了Item的數據類型(VARTYPE)
OPC通信
OPC通信機制包括下面三種:
1. 同步通信:OPC客戶端對OPC服務端進行讀取操作時,OPC客 戶端必須等到OPC服務器端完成對應操作后才能返回,在此期間 OPC客戶端處于一直等待的狀態。
2. 異步通信:OPC客戶端對OPC服務器端進行讀取操作時,OPC客戶端發送請求后立即返回,不用等待服務器端,當OPC服務器端完成操作后再通知客戶端程序。
3. 訂閱:需要服務器端支持OPC A&E規范,由客戶端設定數據的變化限度,如果數據源的實時數據變化超過了該限度,服務器則通過回調返回數據給客戶端。

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