OPC技術(shù)在監測控制系統中的應用

1 OPC技術(shù)的產(chǎn)生
OPC(OLE for Process Control)技術(shù)是對象鏈接和嵌入式技術(shù)在過(guò)程控制方面的應用，包含一系列工業(yè)自動(dòng)化接口規范。該技術(shù)是為解決應用軟件與各種設備驅動(dòng)程序之間的通訊而提出的，它把硬件廠(chǎng)商和應用軟件開(kāi)發(fā)者分離開(kāi)來(lái)，大大提高了雙方的工作效率。
隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，由于生產(chǎn)規模的擴大和過(guò)程復雜程度的提高，工業(yè)控制軟件設計面臨巨大挑戰，即要集成數量和種類(lèi)不斷增多的現場(chǎng)信息。在傳統的控制系統中，智能設備之間及智能設備與控制系統軟件之間的信息共享是通過(guò)驅動(dòng)程序實(shí)現的，不同廠(chǎng)家的設備使用不同的驅動(dòng)程序，迫使工業(yè)控制軟件中包含越來(lái)越多的底層通信模塊；另外，由于相對特定應用的驅動(dòng)程序一般不支持硬件的變化，使得工業(yè)控制軟硬件的升級和維護極其不便。還有在同一時(shí)刻，兩個(gè)客戶(hù)不能對同一個(gè)設備進(jìn)行數據讀寫(xiě)，因為它們擁有不同的、相互獨立的驅動(dòng)程序，同時(shí)對同一個(gè)設備進(jìn)行操作，可能會(huì )引起存取沖突，甚至導致系統崩潰。OPC技術(shù)的出現很好地解決了這些問(wèn)題。OPC以OLE／COM／DCOM技術(shù)為基礎，采用客戶(hù)／服務(wù)器模式，為工業(yè)自動(dòng)化軟件面向對象的開(kāi)發(fā)提供了統一的標準，標準定義了應用Microsoft操作系統在基于PC的客戶(hù)機之間交換自動(dòng)化實(shí)時(shí)數據的方法。采用這項標準后，硬件開(kāi)發(fā)商將取代軟件開(kāi)發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)統一的 OPC接口程序，而軟件開(kāi)發(fā)者可免除開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序的工作，把更多的精力投入到其核心產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上。這樣不但可避免開(kāi)發(fā)的重復性，也提高了系統的開(kāi)放性和互操作性。

2 OPC技術(shù)的應用
OPC是連接數據源(OPC服務(wù)器)和數據的使用者(OPC應用程序)之間的軟件接口標準。數據源可以是PLC、DCS，條形碼讀取器等控制設備。隨著(zhù)控制系統構成的不同，作為數據源的OPC服務(wù)器既可以是和OPC應用程序在同一臺計算機上運行的本地OPC服務(wù)器，也可以是在另外的計算機上運行的遠程O(píng)PC服務(wù)器。OPC接口既可以適用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把最下層的控制設備的原始數據提供給作為數據的使用者(OPC應用程序)HMI (硬件監督接口)／SCADA(監督控制與數據采集)，批處理等自動(dòng)化程序，甚至更上層的歷史數據庫等應用程序，也可用于應用程序和物理設備的直接連接。所以OPC接口是適用于很多系統的具有高厚度柔軟性的接口標準。OPC技術(shù)的創(chuàng )新之處是用戶(hù)能夠把任何一個(gè)可視化或控制系統與所選擇的任一硬件(即PC插板)通過(guò)OPC組合在一起，如圖1所示。

從圖中可以看出，OPC標準的軟件總線(xiàn)使多種現場(chǎng)線(xiàn)系統得以集成，如PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )、CANopen(開(kāi)放式控制局域)網(wǎng)絡(luò )、Device Net(設備網(wǎng)絡(luò ))等，也可深入反映出OPC和現場(chǎng)總線(xiàn)的標準化關(guān)系：OPC提供現場(chǎng)總線(xiàn)以外的重要的附加性能，現場(chǎng)總線(xiàn)領(lǐng)域標準化的主要目標是快速，可靠的數據傳輸。而OPC使標準通信可以達到這樣的程度，即任何OPC服務(wù)器和應用軟件能聯(lián)網(wǎng)運行而不會(huì )產(chǎn)生任何問(wèn)題。