opc:工業标準-中文百科頻道

簡介

OPC全稱是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control，它的出現為基于Windows的應用程序和現場過程控制應用建立了橋梁。

在過去，為了存取現場設備的數據信息，每一個應用軟件開發商都需要編寫專用的接口函數。由于現場設備的種類繁多，且産品的不斷升級，往往給用戶和軟件開發商帶來了巨大的工作負擔。

通常這樣也不能滿足工作的實際需要，系統集成商和開發商急切需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設備驅動程序。在這種情況下，OPC标準應運而生。

OPC标準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套标準的OLE/COM接口完成的，在OPC技術中使用的是OLE 2技術，OLE标準允許多台微機之間交換文檔、圖形等對象。

COM是Component Object Model的縮寫，是所有OLE機制的基礎。COM是一種為了實現與編程語言無關的對象而制定的标準，該标準将Windows下的對象定義為獨立單元，可不受程序限制地訪問這些單元。

這種标準可以使兩個應用程序通過對象化接口通訊，而不需要知道對方是如何創建的。例如，用戶可以使用C++語言創建一個Windows對象，它支持一個接口，通過該接口，用戶可以訪問該對象提供的各種功能，用戶可以使用Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk或其它語言編寫對象訪問程序。

在Windows NT4.0操作系統下，COM規範擴展到可訪問本機以外的其它對象，一個應用程序所使用的對象可分布在網絡上，COM的這個擴展被稱為DCOM（Distributed COM）。

通過DCOM技術和OPC标準，完全可以創建一個開放的、可互操作的控制系統軟件。OPC采用客戶/服務器模式，把開發訪問接口的任務放在硬件生産廠家或第三方廠家，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服務器通常支持兩種類型的訪問接口，它們分别為不同的編程語言環境提供訪問機制。這兩種接口是：自動化接口（Automation interface）；自定義接口（Custom interface）。

自動化接口通常是為基于腳本編程語言而定義的标準接口，可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等編程語言開發OPC服務器的客戶應用。而自定義接口是專門為C++等高級編程語言而制定的标準接口。

OPC現已成為工業界系統互聯的缺省方案，為工業監控編程帶來了便利，用戶不用為通訊協議的難題而苦惱。任何一家自動化軟件解決方案的提供者，如果它不能全方位地支持OPC，則必将被曆史所淘汰。

1、在控制領域中，系統往往由分散的各子系統構成；并且各子系統往往采用不同廠家的設備和方案。用戶需要，将這些子系統集成，并架構統一的實時監控系統。

2、這樣的實時監控系統需要解決分散子系統間的數據共享，各子系統需要統一協調相應控制指令。

3、再考慮到實時監控系統往往需要升級和調整。

4、就需要各子系統具備統一的開放接口。

5、OPC(OLE for Process Control)規範正是這一思維的産物。

6、OPC基于Microsoft公司的Distributed interNet Application(DNA)構架和Component Object Model(COM)技術的，根據易于擴展性而設計的。OPC規範定義了一個工業标準接口。

7、OPC是以OLE/COM機制作為應用程序的通訊标準。OLE/COM是一種客戶/服務器模式，具有語言無關性、代碼重用性、易于集成性等優點。OPC規範了接口函數，不管現場設備以何種形式存在，客戶都以統一的方式去訪問，從而保證軟件對客戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發中脫離出來。

8、OPC定義了一個開放的接口，在這個接口上，基于PC的軟件組件能交換數據。它是基于Windows的OLE——對象鍊接和嵌入、COM——部件對象模型(Component Object Model)和DCOM——分布式COM(Distributed COM)技術。因而，OPC為自動化層的典型現場設備連接工業應用程序和辦公室程序提供了一個理想的方法。

解決問題

OPC誕生以前，硬件的驅動器和與其連接的應用程序之間的接口并沒有統一的标準。例如，在FA(FactoryAutomation)——工廠自動化領域，連接PLC(Programmable Logic Controller)等控制設備和SCADA/HMI軟件，需要不同的FA網絡系統構成。

根據某調查結果，在控制系統軟件開發的所需費用中，各種各樣機器的應用程序設計占費用的7成，而開發機器設備間的連接接口則占了3成。

此外，在PA(Process Automation)——過程自動化領域，當希望把分布式控制系統(DCS——Distributed Control System)中所有的過程數據傳送到生産管理系統時，必須按照各個供應廠商的各個機種開發特定的接口，例如，利用C語言DLL(動态鍊路數據庫)連接的DDE(動态數據交換)服務器或者利用FTP(文件傳送協定)的文本等設計應用程序。

如由4種控制設備和與其連接的監視、趨勢圖以及表報3種應用程序所構成的系統時，必須花費大量時間去開發分别對應設備A，B，C，D的監視，趨勢圖以及表報應用程序的接口軟件共計要用12種驅動器。

同時由于系統中共存各種各樣的驅動器，也使維護運轉環境的穩定性和信賴性更加困難。

而OPC是為了不同供應廠商的設備和應用程序之間的軟件接口标準化，使其間的數據交換更加簡單化的目的而提出的。作為結果，從而可以向用戶提供不依靠于特定開發語言和開發環境的可以自由組合使用的過程控制軟件組件産品。

利用OPC的系統，是由按照應用程序(客戶程序)的要求提供數據采集服務的OPC服務器，使用OPC服務器所必需的OPC接口，以及接受服務的OPC應用程序所構成。

OPC服務器是按照各個供應廠商的硬件所開發的，使之可以吸收各個供應廠商硬件和系統的差異，從而實現不依存于硬件的系統構成。同時利用一種叫做Variant的數據類型，可以不依存于硬件中固有數據類型，按照應用程序的要求提供數據格式。

利用OPC使接口标準化可以不依存于各設備的内部結構及它的供應廠商來選用監視，趨勢圖以及表報應用程序。

為什麼開發自主OPC Server和OPC Gateway？

1、國外原廠商的高價格

2、國外原廠商面對項目的不靈活性

3、國内項目中子系統的多樣性難以提供DRIVER

4、自主OPC服務器追求的是穩定、實時、迅速。

5、衆多子系統的不規範性