OPC技术详解:打破自动化系统的数据壁垒
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"OPC(Server_及_Client系统.pdf"
OPC(OLE for Process Control)是一种用于工业自动化领域的数据交换标准,旨在解决不同控制系统之间的整合难题。它由一群工业自动化领军企业,如Fisher-Rosemount、Rockwell Software、Opto32、Intellution、Intuitive Technology和Microsoft等,在1996年共同发起成立OPC Foundation来推广实施。OPC的出现打破了各系统之间数据不互通的壁垒,使得DCS(分布式控制系统)、PLC(可编程逻辑控制器)、监控套装和控制器等系统能够有效地共享信息。
OPC基本架构分为三个层次:Plant Floor、Process Floor和Business Floor。Plant Floor包含现场信号、控制器和数据采集设备,这一层级需要与上层系统进行数据交换。Process Floor主要是DCS和SCADA等集成控制及操作系统,负责向下传递控制指令,向上反馈执行结果。Business Floor则涵盖了整个公司的管理系统,需要实时现场信息,同时也向下层发送生产计划等数据。
OPC作为三层系统间的通信标准接口,允许不同的系统和设备之间进行数据交互,而不受它们自身限制。OPC Client是应用系统中的用户端,用于请求和访问数据;OPC Server则是提供数据的服务端,可以来自不同的供应商(Vendor)。这种架构通过OPC接口实现数据的透明传输,如图5-1所示,OPC Client可以连接多个来自不同供应商的OPC Server,实现跨系统的数据整合。
在实际应用中,OPC Server通常是由硬件供应商开发,用于暴露其设备或系统的数据到OPC接口;而OPC Client是应用开发者或系统集成商用来获取这些数据的工具。例如,一个SCADA系统可以通过OPC Client连接到PLC的OPC Server,从而获取并控制现场设备的状态。同时,MIS系统也可以通过OPC Client从Plant Floor获取实时信息,实现业务决策的即时性。
OPC技术利用了Microsoft Windows环境下的OLE、COM(Component Object Model)、DCOM(Distributed Component Object Model)和ActiveX等技术,这使得基于Windows的应用程序能够轻松地实现OPC接口,降低了系统集成的复杂度和成本。
随着工业4.0和物联网的发展,OPC的重要性日益凸显,不仅在传统的自动化领域,也在新的智能工厂、远程监控和预测维护等领域发挥着关键作用。OPC UA(OPC统一架构)是OPC的最新发展,它增加了安全性和互操作性,支持更广泛的通信协议,如TCP/IP和Web服务,进一步推动了工业自动化领域的标准化进程。
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