OPC技術的發展前景
時間:2007-01-26 15:58:00來源:wangsl
導語:?OPC技術是OLE技術在過程控制中的應用,它為開發應用程序的不同廠商提供了一項共同遵循的通信標準
OPC技術是OLE技術在過程控制中的應用,它為開發應用程序的不同廠商提供了一項共同遵循的通信標準,從而大大減少了在系統集成過程中的重復開發,并提高了控制系統的性能。OPC代表了今后一段時間內過程控制系統通信標準的發展方向。那么在展望OPC技術的發展前景之前,我們先來了解一下OPC技術的背景、目的、范圍等。
1. OPC背景
OPC的動機是建立大量數據源通信的標準機制,這些數據源可以是工廠的設備或控制室的數據庫。
(1)現場管理,有了智能型的現場設備,就可以提供大量以前不能用到的關于現場設備的信息。這些信息提供了設備的狀況、參數配置和組成材料等數據。所有這些信息必須以一種一致的方式呈現給用戶或任何使用這些數據的應用軟件。
(2)過程管理,安裝分布式控制系統(DCS和SCADA系統)來監視和控制制造過程使得以前手工收集的數據得以電子化。
(3)商業管理,安裝控制系統可以獲利。這種獲利是通過整合從過程中收集的信息和處理制造過程的財政方面的商務系統來完成的。將信息以一種一致的方式提供給客戶應用軟件使得提供這種整合所需要的努力降到最小。要有效地完成這些事情,制造商需要從工廠的基層獲取數據并將之整合到已有的商務系統中。制造商必須能利用非定制的工具(SCADA包,數據庫和電子數據表等)來裝配系統以達到需要。其關鍵在于集中于數據訪問而非數據類型的開放有效的通信體系。
2. OPC的目的
OPC的目的是尋求一種從任何設備和數據庫這樣的數據源訪問數據的通用方法的應用軟件。圖1是多臺OPC服務器的應用軟件。
圖1及后面所描述的OPC服務器將作為所有提供OPC接口的服務器的同義詞,如OPC數據訪問服務器,OPC報警和事件服務器,OPC歷史數據服務器等。
1)當前的客戶端應用軟件的體系結構
人們已經開發了很多客戶端應用軟件,這些軟件需要開發獨立的包驅動來從數據源請求數據和訪問數據。這就引起了下列問題:
(1)重復勞動,所有人都得為一個特定廠家的硬件編寫驅動;
(2)廠家間驅動的矛盾性,硬件特性不能被所有的驅動開發者支持;
(3)硬件特性支持的變化,硬件性能的改變可能會使一些驅動失效;
(4)訪問沖突,因為都含有獨立的驅動,通常兩個包不能同時訪問同一個設備。
硬件制造商想開發驅動來解決這些問題,但是受到客戶端協議的不同性的困擾。
OPC在硬件供應商和軟件開發人員之間搭上了一座橋梁,它提供了一種機制來從數據源提供數據并且以一種標準的方式將這些數據傳送到任意客戶端應用軟件,現在銷售商可以開發可復用的、高度優化的服務器來和這些數據源通信并有效地維護這種從數據源/設備訪問數據的機制。在服務器上提供OPC接口使得任何客戶端都可以訪問他們的設備。
2)定制應用軟件體系結構
人們在VB、Delphi、PB等環境下開發了越來越多的定制應用軟件。OPC必須考慮到這種趨勢。微軟知道這種趨勢并且設計了OLE/COM,以允許(某個領域的專家用C和C++編寫的)組件可以為完全不同的領域的(VB或Delphi編寫的)定制應用程序所利用。開發人員可能用C和C++編寫軟件組件來封裝復雜的對設備數據的訪問,而商務應用開發人員可以用VB來編寫代碼去請求和利用工廠的底層數據。
所有規范的目的就是方便用C和C++開發OPC服務器,并方便用其她可選的語言開發OPC客戶端應用軟件。
接口的體系結構和設計同樣也支持用其她語言來開發OPC服務器。
3. OPC的范圍
(1)在線數據訪問,即在應用軟件和過程控制設備間彈性的、高效的數據讀寫;
(2)報警和事件處理,即將特定事件和報警條件的發生通知給OPC客戶端的機制;
(3)歷史數據訪問,即對歷史引擎的數據的讀取、處理和編輯。
安全、批處理及歷史報警和事件數據處理的功能屬于后續版本描述的特征。OPC的體系結構采用了COM接口的優點,COM接口提供了一種擴充OPC功能性的方便的機制。OPC設計的其他目標如下:
(1)易執行;
(2)靈活,能適應多種銷售商需要;
(3)提供高級別的功能性;
(4)運行高效的操作。
OPC規范包括以下內容:
(1)一套客戶端和服務器編寫器使用的定制化COM接口;
(2)一套支持高級商業應用軟件如Excel、VB等開發的客戶端OLE自動控制接口的參考。
體系結構上利用微軟分布式OLE技術(DCOM)來促進客戶端和遠程服務器的連接。
了解了OPC技術的背景、目的和范圍后,讓我們一起來分析一下OPC技術的發展前景。
隨著基于OPC標準的控制組件的推廣和普及,不僅使控制組件的增設和組件的置換更加簡單,而且使過程數據的訪問也變得容易。比如過程控制程序可以直接和數據分析軟件包或電子表格應用程序連接,從而達成高度的工廠控制系統的信息化。
使用OPC技術,第一次實現了不用考慮程序和接口問題,就可以在自動化控制軟、硬件之間實行無縫連接。OPC基于Microsoft windows的COM/DCOM技術,定義了工業應用領域,使用起來與制造商不相關的接口,即使是非常歡迎的Office程序都可以連接到自動化的世界來。它給用戶第一次在選擇它們的軟件和硬件模塊時具有充分的靈活性,通過標準化通信接口,多種供應商的產品能被組合、匹配在一起,并且在無需修改程序的情況下能夠相互作用。OPC使得即插即用在自動化應用中成為現實,并且還允許集成各種各樣的現場總線系統。OPC將提供眾多的優點:(1)在過程控制和機器制造工業領域的“即插即用”;(2)允許在不同供應商開發的硬件裝置和應用軟件之間通過共同的接口進行數據交換,Windows技術和OPC接口使之有可能將可編程控制端的硬件和軟件組合在一起而不需要開發大量專用的通訊接口程序,由此節省不少人力物力;(3)使從辦公室產品到過程數據的訪問簡單易行而且靈活可靠。
在以前的自動化領域的通信技術規范方面,很少有像OPC新技術標準那樣引起轟動的。OPC在今天已經理所當然的被自動化組件的制造商逐步發展成一個事實上的新技術標準。當今,軟件在自動化領域內使用的重要性與日俱增。無論項目是否涉及到操作、可視化、數據存檔或控制,向純粹的、基于PC的軟件解決方案的發展趨勢是不可阻擋的。因此,OPC技術的發展前景是被眾多業內人士所看好和期待的。
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