OPC通讯协议介绍.ppt

OPC接口技术 谈英姿tanyz 东南大学自控系工业自动化教研室 AssessmentCommon WhatistheobjectiveofOPC OnwhichtechnologydoesOPCrely WhatisanOPCServer WhicharethemainOPCspecifications WhatarethecomponentsoftheOPCDAAutomationInterface HowdoesanautomationplatformusetheOPCinterfaces 内容提要 概述OPC基本原理OPC自定义接口 PIDControl FieldbusSystem FieldPointSystem PLCSystem OPCClient OPCServer OPCClient OPCClient OPCServer OPCServer HMI Excel Internet SCADA HMI SCADA 为什么需要OPC OPC的解决方案 概述 OLEforProcessControl Objectlinkingandembedding now OpenProcessControlOpenessProductivityandConectivityOPC 用于过程控制的OLE 是一个工业标准 OPC由一些世界上占领先地位的自动化系统和硬件 软件公司与微软 Microsoft 紧密合作而建立的 OPC定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法 管理这个标准的国际组织是OPC基金会 OPC的宗旨 OPC的宗旨是在MicrosoftCOM DCOM和ActiveX技术的功能规程基础上开发一个开放的和互操作的接口标准 这个标准的目标是促使自动化 控制应用 现场系统 设备和商业 办公室应用之间具有更强大的互操作能力 BeforeOPC ABBPLCs T l m caniquePLCs SiemensPLCs MasterBusMMSdriver XWAYdriver Profinetdriver visualization historydatabase WithOPC ABBOperatorWorkplaceConnection ABBAC800M T l m caniqueTSX SiemensS7 AC800MOPCserver SchneiderOPCserver SiemensOPCserver OperatorIT applicationsoftwareiswrittenindependentlyfromthetypeofcontroller Historian InformationManager MMS XWAY ProfiNet thedriversstillexist buttheclientsdonotseethemanymore OPC技术基础 OPC技术基于微软的OLE 现在的ActiveX COM 部件对象模型 和DCOM 分布式部件对象模型 技术 OPC包括一整套接口 属性和方法的标准集 用于过程控制和制造业自动化系统 ActiveX COM技术定义各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据 不论过程中采用什么软件或设备 OPC为多种多样的过程控制设备之间进行通信提供了公用的接口 OPC技术基础构成 onlybetweennodes OPC基金会 管理OPC标准的组织是OPC基金会 其前身由一个Fisher Rosemount RockwellSoftware Siemens Opto22 Intellution和IntuitiveTechnology等著名大公司组成专门的工作组 仅仅用了短短的一年时间便开发出一个基本的可运行的OPC技术规范 在1996年8月发布了简化的 一步到位的解决方案 OPC基金会 OPC基金会的工作比其他许多标准化集团能够更高速运转 原因十分简单 只是由于OPC是建立在已普遍使用的Mricrosoft标准基础上 而其他标准化集团必经完全从最基本开始定义标准 因此在其工作范围内达成一致的意见往往是费时费力 自然其工作效率是不能和OPC基金会比拟的 Micosoft是OPC基金会的一个成员 已给予OPC基金会强有力的支持 但Microsoft在OPC中的作用主要在于其强大的后援支持 而让具有丰富的行业经验的成员公司指导OPC基金会的工作 OPC基金会组织结构 OPC中国基金会 OPC中国基金会的宗旨是在中国推广OPC 以消除中国与其它发达国家的信息差距 通过定期召开中国基金会会员大会 制定相应的规章制度 同时针对中国市场建立相应的市场营销体系 提供培训 信息以及展会的组织 以进一步加强各会员的利益 以本地化的形式加强与OPC基金会的联系 http www opcchina org OPC特性 任何客户机都可以与服务器连接即插即用的互操作性是其目标该标准已被公开并出版 OPC基金会是管理此工业标准的组织 灵活性接纳所有类型的客户机及服务器 高效性优化快速传输数据 可以支持所有编程语言 C C VB Java HTML DHTML 可利用Internet OPCasahub source SiemensWinCC OPCconnectiontodatabases ToolsallowtobuildanOPCDAinterfacetoanyODBC equippeddatabase Thedatabaseinternalstructure exposedthroughqueries isreflectedasahierarchyofOPCitems Thisallowstogiveaunifiedaccesstosimpleitems application OPCclient OPCserver DB ODBC OPCforinternalcommunication AIPasexample OPCConnectiontoERP DirectandFieldbusaccess local OPCserver clientapplication OPCclient fieldbus local OPCserver FBManager fieldbus PLC FBagent fieldbus PLC FBagent directconnection fieldbusconnection canalsobeapoint to pointlink clientapplication OPCclient proprietaryprotocol TheOPCserverisrunningallthetime assoonasatleastoneclientispresent I Odevices clientsandserversrunasparallelprocesses Accessingaserverinanothernode TCP IP stub DCOM TCP IP OPCserver DCOM TCP IP OPCserver DCOM FBManager fieldbus DCOM clientapplication OPCclient Limitation doesnotworkoverfirewalls Solution OPCXML seelater COM DCOMacrossmultiplenodes OPCserverforBrandY application1 OPCclient FieldbusY FieldbusX drivers OPCserverforBrandX OPCserverforsimulation panel application2 OPCclient OPCserverforBrandZ TCP IP TCP IP input outputtoplant Ethernet app3 node1 connectivitynode OPC基本原理 通用OPC结构及组成对象及接口概述必需的接口定义可选的接口定义服务器地址空间及配置时间同步与顺序发送机制永久存储机制EnumOPC对象属性条目 通用OPC结构及组成 OPC数据访问规范OPC报警和事件规范OPC数据交换规范OPC历史数据访问规范OPC批处理规范OPC安全性规范OPCXML规范 OPC标准的发展历史 标准版本内容DataAccess3 0 2 0 1 0数据访问规范AlarmsandEvents1 10 1 00报警和事件规范HistoricalDataAccess1 0历史数据存取规范Batch2 0 1 0批量过程规范Security1 0安全性规范Compliance2 00 2数据访问标准的测试工具OPCXML1 00 0 18过程数据的XML规范OPCeXchange1 0数据交换规范OPCCommands正在开发命令规范OPCCommonI O正在开发公共I O规范OPCComplexData正在开发复杂数据规范 OPCDataAccess OPCAlarms Events OPCHDA historydatabase OPCBatch batchsystem OPCDX OPCUA UnifiedArchitecture规范 OPC数据访问规范 OPCDA的适用领域 底层传感器往往使用专用接口和协议 DeviceSpecificI OControl DataMonitorSub System OPC OPC 通过DCOM 可以使用在各个子系统与管理终端之间 OPC处于数据监视应用程序和专用的IO驱动软件之间 OPC数据访问规范特点 基于COM技术技术灵活支持多类应用程序支持多类应用高效与可扩展性支持大型应用程序支高性能支持网络操作支持网络操作易于理解易于理解被广泛接受被广泛接受 OPCDA能提供那类数据 传感器的实时数据 温度 压力和流量控制参数 打开 关闭 运行和停如状态信息状态信息硬件连接状态硬件连接状态软件和子系统的状态软件和子系统的状态总之 OPCDA可以提供任何类型数据 OPCDA 每个OPCDA服务器是一个独立的对象服一对OPCDA服务器提供了到现场数据源的服务供一个窗口窗口 数据通过对应的Tag访问 Tag的定义由生产商和硬件有关生产商有关 数据可以周期性轮询或单次读写数据可以周期性轮询或单次读写 OPC报警和事件规范OPCAE OPC提供了OPC服务器发生异常时 以及OPC服务器设定事件到来时向OPC客户发送通知的一种机制 通过使用OPC技术 能够更好的捕捉控制过程中的各种报警和事件并给予相应的处理 OPC历史数据访问规范 OPC提供了读取存储在过程数据存档文件 数据库或远程终端设备中的历史数据以及对其操作 编辑的方法 HDAforHistoricalDataAccess OPC数据交换规范 什么是OPCDX OPCDX 将确定穿过以太网的现场总线网络进行服务器到服务器的通信远程组态配置和管理服务远程组态配置和管理服务延伸OPCDA标准标准OPCDX将不影响现有的现场总线规将范范 OPC数据交换规范 谁需要OPCDX OPCDX 自动化用户自动化用户希望有一套开放性的标准有以把各家以太网上的设备和控制器的数据进行交换并予以集成 并予以集成 自动化设备供应商自动化设备供应商期望提供符合开放性工业标准的产品 使之能互操作以及进行数据交换使之能互操作以及进行数据 OPCDX应用 OPC批处理规范 OPCBatch的目的是使异构计算环境下不同的生产控制方案等有效地协同工作 一个批处理服务器可以从其他OPC数据访问服务器或专用的批处理过程控制软件获得数据 OPCBatch Basedon IEC61512 1BatchControl Part1 ModelsandTerminology ANSI ISAS88 011995 ISA dS88 02 2000draft17ofMay2000Allowstoaccess equipmentcapabilities currentoperatingconditions historicalcontentsrecipecontents OPC安全性规范 OPC安全性规范提供了一种专门的机制来保护敏感的数据 该安全机制是通过在OPC服务器对象上增加IOPCSecruityNT接口和IOPCSecruityPrivate接口来实现的 OPCXML规范 OPCXML的应用领域的应用领域通过Internet实现数据访问实现数据访问跨平台 非微软 的OPC应用应用基于 NET技术的应用技术的应用OPCXML的技术背景的技术背景OPCDA 数据存取 功能功能数据订阅数据订阅数据浏览数据浏览WebServiceWebServiceSOAP 简单对象访问协议 访问协议 OPCXML规范 对象及接口概述 OPC对象OPC对象有三个 服务器 OPCServer 组 OPCGroup 和项 OPCItem OPC接口 Automation vs Custom interface 必需的接口定义 OPC服务器必需的接口有IunknownIOPCServerIOPCCommerIConnectionPointContainer 标准OPC服务器对象 标准OPC组对象