OPC规约详细内容
OPC技术简介
2OPC技术简介OPC技术的研究正式开始于1996年8月，OPC基金会的成立。
如今，国内外有许多公司和团体都在从事OPC技术的研究开发工作。
OPC在国外的发展比较迅速，美国、欧洲、日本等己将OPC技术应用于电力、交通、航空、楼宇等许多行业。
国内由于起步较晚，现在在OPC方面的研究还比较少，应用于实际工程中的就更少了。
2.1OPC的历史早期的OPC标准是由提供工业制造软件的五家公司所组成的OPC特别工作小组所开发的。
Fisher-Rosement、Intellution、Rockwell Software、Intuitive Technology以及Opto22早在1995年开发了原始的OPC标准，微软同时作为技术顾问给予了支持。
OPC基金会，（OPC Foundation，OPC-F），是在1996年9月24日在美国的达拉斯举行了第一次理事会，并在同年10月7日在美国的芝加哥举行了第一次全体大会上宣告正式成立的。
之后为了普及和进一步改进于1996年8月完成的OPC数据访问标准版本1.0，开始了全球范围的活动。
现在的OPC基金会的理事会是由Fisher-Rosement、Honeywell、Intellution、Rockwell Software、National Instrument以及欧洲代表的Siements和远东代表的东芝所组成。
在日本为响应以美国为中心的国际标准活动，由11家公司作为发起人，于1996年6月开始基金会成立的准备活动，1996年10月17日正式成立了日本OPC协会（OPC-J）。
几乎与此同时欧洲OPC协会（OPC-E）也相继成立。
在中国也于有五家公司作为发起人于2001年12月正式成立了中国OPC促进会（OPC-C）。
OPC基金会从成立开始会员逐年增加，到目前为止在全球范围内已有近300家公司加入了这个国际标准组织。
同时由控制设备厂商和控制软件供应商提供的OPC厂品也日益增加，目前已有600种以上的OPC服务器产品和OPC应用程序出现在OPC基金会发行的OPC产品目录上。
OPC通讯协议介绍
OPC通讯协议介绍一、引言OPC（OLE for Process Control）通讯协议是一种用于工业自动化系统中的数据交换标准。
本协议旨在提供一种统一的接口，使各种硬件设备和软件应用能够无缝地进行通信和数据交换。
本文将详细介绍OPC通讯协议的基本原理、架构、消息格式和应用场景。
二、基本原理1. OPC通讯协议基于微软的COM（Component Object Model）技术，利用COM的接口和对象模型来实现数据交换。
2. OPC通讯协议采用客户端-服务器模式，其中客户端是数据的消费者，服务器是数据的提供者。
3. OPC通讯协议使用标准的Windows操作系统API来实现通信和数据传输。
三、架构1. OPC通讯协议的架构包括客户端、服务器和数据源三个层次。
a) 客户端：负责向服务器请求数据、接收数据并进行处理和显示。
b) 服务器：负责提供数据，接收客户端的请求并返回相应的数据。
c) 数据源：即实际的硬件设备或软件应用，负责采集、存储和处理数据。
2. OPC通讯协议的架构还包括以下组件：a) OPC服务器：实现了OPC通讯协议，负责提供数据和接收客户端的请求。
b) OPC客户端：使用OPC通讯协议与OPC服务器进行通信，请求数据并进行处理和显示。
c) OPC浏览器：用于浏览和选择OPC服务器中可用的数据项。
d) OPC自动化接口：提供了一组标准的API，用于开发OPC客户端和服务器。
四、消息格式1. OPC通讯协议使用二进制消息格式进行数据交换。
2. 消息格式包括消息头和消息体两部分。
a) 消息头：包含消息的标识符、长度和其他控制信息。
b) 消息体：包含具体的数据内容。
五、应用场景1. OPC通讯协议广泛应用于工业自动化领域，包括工厂自动化、过程控制、设备监控等方面。
2. OPC通讯协议可以实现不同设备和软件的互联互通，提高系统的可靠性和灵活性。
3. OPC通讯协议可以实现实时数据采集、远程监控和远程控制，提高生产效率和安全性。
opc规范
OPC 协议规范OPC Alarm & Event规范目标陈述：开发和标准化处理报警和事件的接口。
这套规范将作为其他OPC接口的补充（特别是数据访问方面）。
报警和事件包括（但不局限于）过程报警，操作员手工请求而通过系统产生的消息比如批任务完成，跟踪或审核消息（如一个设定值改变或操作员调整了一个参数）。
为了允许客户端订阅他们需要的类型的消息，就要用到不同形式的过滤机制。
应该将系统设计成底层形式，这样可以在其上设计出现有系统和某些特有系统的接口并且允许卖主在其上增加自己的函数同时保持住很高的通用性。
我们尽力实现一个适用范围广泛的，不论简单的应用程序或者复杂的应用程序都能用的，同时又不会过分增加简单程序的复杂性和复杂程序的限制性的一个设计规范。
为了支持多层次系统的实现（比如：做一个报警集中器。
它将多个简单设备如RTU所产生的报警集中起来传到一个更加复杂的客户端如一个操作站活着日志里）。
请注意和其他OPC接口一样我们不是打算把限制和规则强加给产品而是提供一种可行的技术它将使实现内部连通性变得非常简单。
OPC Batch规范目标陈述:为批处理工业设计开发的产品不断增多,这些产品基于ANSI/ISA-S88.01-1995批控制标准的第一部分:模块与术语标准(也就是S88.01),与此相应,这些产品间的以及这些产品与其他系统间的数据交换的需求也不断增多.如与领域管理设备(比如测控站,控制站),过程控制系统(如实验室系统,批控制系统,装载,卸载,分发,称重系统)和企业管理系统(如ERP,MES).通常大多数批系统使用它们自己的接口来分发和收集数据.这样就无法用即插即用的方式来扩展现有的系统.这就会使开发者要重复开发相同的产品底层,而卖主又都独自在开发各自互不兼容的系统,制造商和消费者想用的是现货,卖主间采用互相开放的解决方案对解决这一问题具有非常重要的意义.批数据交换覆盖了四个基本的信息类型:设备容量,当前的操作情况,历史数据和处方内容.本规范的1.0版为设备容量和当前操作情况的数据交换提供了接口和名字空间.设备容量符合S88.01物理模块.当前操作情况用批清单和批模块来描述,这个批模块包括了批和控制处方信息.批规范的2.0版保留了在OPCBBatchArchiveModel名字空间中的边界条件,为opc 报警和事件规范定义了其在批中的特殊扩展,定义了批调度接口。
OPC通讯协议介绍 (2)
OPC通讯协议介绍一、引言OPC（OLE for Process Control）通讯协议是一种在工业自动化系统中广泛使用的协议，用于实现不同设备、系统和软件之间的数据交换和通信。
本协议旨在介绍OPC通讯协议的基本原理、组成部份以及其在工业自动化领域中的应用。
二、背景随着工业自动化技术的快速发展，设备和系统之间的数据交换变得越来越重要。
然而，由于不同设备和系统使用的通讯协议不同，数据交换变得难点且复杂。
为了解决这一问题，OPC通讯协议应运而生。
三、基本原理1. OPC通讯协议基于OLE（Object Linking and Embedding）技术，通过使用COM（Component Object Model）接口实现设备和系统之间的数据交换和通信。
2. OPC通讯协议采用客户端/服务器架构，其中客户端是请求数据的应用程序，而服务器是提供数据的设备或者系统。
3. OPC通讯协议使用标准的Windows操作系统API（Application Programming Interface）和网络协议，实现数据的传输和通信。
四、组成部份1. OPC客户端：作为数据请求方，通过调用OPC服务器的接口获取数据。
2. OPC服务器：作为数据提供方，负责与设备或者系统通信，并将数据提供给OPC客户端。
3. OPC数据存储：用于存储和管理从设备或者系统获取的数据，以便后续使用和分析。
4. OPC配置工具：用于配置和管理OPC服务器和客户端的参数和设置。
五、应用领域1. 工业自动化：OPC通讯协议在工业自动化系统中被广泛应用，用于实现不同设备和系统之间的数据交换和通信，如传感器、执行器、PLC（Programmable Logic Controller）等。
2. 监控和控制系统：OPC通讯协议用于监控和控制系统中的数据传输和通信，如SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统、DCS（Distributed Control System）系统等。
OPC选项技术规范
OPC技术简介OPC (OLE for Process Control) 技术已成为一种工业标准。
它是由多家自控公司和微软共同制定并采用微软ActiveX ，COM / DCOM 等先进和标准的软件技术。
OPC 支持多种开放式协议以满足客户对信息集成之需求，它为客户提供了一种开放、灵活和标准的技术，减少了未来的集成系统所需要的开发和维护费用。
OPC 系统结构OPC 是一种基于微软OLE / COM 的技术，它由客户机和服务器二部分构成，采用客户机/ 服务器体系结构。
OPC 服务器程序安装在应用系统的服务器上，客户端应用程序既可运行在应用系统的服务器上，也能安装在其他联网的计算机上。
如果客户端应用程序和服务器程序安装在不同的计算机上，那么它们之间需要通过网络( TCP / IP 协议) 进行通讯。
OPC 服务器可以由不同的供应商提供，每台服务器可以连接多个客户机。
以下是客户机/ 服务器结构。
OPC 的对象和接口由服务器提供，而其服务器上的应用系统正是通过对象和接口实施整个系统的开放。
客户端应用程序允许同时联接至多个服务器。
通过OPC 客户端的应用程序，操作员不但可以监测服务器上实时数据的当前值( 包括信息和特性)，而且还能对其实施控制，并可从服务器上获取报警信息和事件记录。
采用OPC 技术益处由于OPC 技术使客户端应用程序对服务器数据的访问采用标准的接口方式，这样使它在工业界广泛流行。
硬件生产商只需提供一套软件组件给客户即可。
在硬件设备更改或新产品发布时，软件开发者不需要对驱动程序进行重写。
对用户来说，采用OPC 技术，使系统集成变得更为简便、有效。
OPC 客户端的开发工具目前，越来越多的应用软件出现在市场上，由于OPC 采用的是COM / DCOM 技术，因此应用软件可以使用Visual C++ ，Visual Basic ，Delphi ，Power Builder 等市场上流行的语言进行开发。
OPC协议解析范文
OPC协议解析范文OPC（Ole for Process Control，工业过程控制）协议是一种用于工业自动化和过程控制系统中的通信协议。
它是基于Microsoft的OLE （Object Linking and Embedding，对象链接和嵌入）技术开发的，用于在不同的硬件和软件平台上实现设备之间的数据交换和通信。
OPC协议主要分为两个部分：OPC客户端和OPC服务器。
OPC客户端是连接到工控系统的数据采集设备或应用软件，负责从OPC服务器中获取数据或向其发送控制指令。
OPC服务器则是连接到真实设备的硬件设备或嵌入式软件，负责将设备的数据或控制指令转换为OPC协议，并通过网络传输给OPC客户端。
OPC协议的核心是OPC数据存取规范（OPC Data Access Specification），它定义了客户端和服务器之间的通信协议和数据格式。
根据这个规范，OPC客户端可以通过一组标准的API函数来实现与OPC服务器之间的通信和数据交换。
1.开放性：OPC协议是一种开放的协议，可以在不同的硬件和软件平台上实现，而不受厂商限制。
2.标准化：OPC协议是一种标准化的协议，以确保不同的设备和软件之间可以互相通信和交换数据。
3.可扩展性：OPC协议支持多种通信协议和数据格式，可以根据实际需求进行扩展和定制。
4.实时性：OPC协议能够提供实时的数据访问和控制，保证工业自动化系统的高效性和高可用性。
总结来说，OPC协议是一种用于工业自动化和过程控制系统中的通信协议，通过提供统一的接口和通信协议，实现设备之间的数据交换和通信。
它具有开放性、标准化、可扩展性和实时性等特点，在工业自动化领域得到广泛应用。
OPC接口技术规范
OPC接口技术规范周爱华汪仁智周爱华先生，重庆工业自动化仪表研究所公用自控事业部副部长；汪仁智先生，副部长。
关键词：OPC COM/DCOM数据信息技术规范服务器客户应用程序一OPC基本原理OPC是基于Microsoft公司OLE/COM和DCOM技术的。
1. OPC概述OPC数据信息访问技术规范通过OPC服务器描述了OPC COM部件对象和接口的运行情况。
通过一个或者多个软件供应商所提供的OPC驱动程序，一个OPC客户应用程序能够连接到OPC服务器，OPC客户应用程序如图1所示。
不同的软件供应商都能够提供相应的OPC服务器。
软件供应商提供的程序代码决定了每个服务器所能够访问的过程控制设备和数据信息，以及服务器怎样访问物理控制设备数据信息的详细内容和数据名称。
OPC技术规范有关命名习惯在后续的介绍中会详细涉及到。
OPC客户与服务器的关系如图2所示。
在应用过程中，OPC服务器通常包括服务器、组和项目等几个对象。
OPC 服务器对象维持着有关服务器和适合于OPC组对象并作为一个容器服务器的数据信息。
而OPC组对象则维持着其自身的数据信息，并为容器和逻辑OPC项目提供运行机制。
OPC组为客户组织数据信息提供了一种方式。
例如，在一个特殊操作显示或者报表中，组可以表征项目，数据信息也能够进行读取和写入操作。
此外，在一个组中，客户和项目之间也能够很容易地建立起连接关系，而且当需要的时候还能够及时激活和取消。
一个OPC客户应用程序可以组态数据信息的变化速率，一个OPC服务器应该将变化的数据信息提供给OPC客户应用程序。
OPC组有两种类型的组别，即公共和本地(或者私有)组。
公共组的数据信息可以允许多个客户应用程序共享访问，而私有组的数据信息仅供本地化客户应用程序共享访问。
更详细的内容在后面还将会涉及到。
对于公共组还有更加特殊的可选择接口内容。
在每个组中，客户能够定义一个或者多个OPC项目。
如图3所示。
OPC项目表征了在服务器内部数据信息来源的连接情况。
opc规范及其在轨道交通综合监控系统中的应用
OPC规范支持多种数据访问方式，如只读、读写 等，可以满足不同用户对数据的需求。
03
opc在轨道交通综合监控系统中 的应用
轨道交通综合监控系统的概述
01
轨道交通综合监控系统的定义
轨道交通综合监控系统是指通过对轨道交通内的各项设施进行监控和
研究方法
本研究采用文献综述、理论分析和实证研究相结合的方法，首先对OPC规范的相关理论进行梳理和总结，然后 结合轨道交通综合监控系统的实际需求，设计并实现一种基于OPC规范的通信接口。最后，通过实验验证该接 口的可行性和可靠性，并对其应用前景进行分析和展望。
02
opc规范概述
opc规范的概念与特点
安全性问题
OPC规范缺乏完善的安全性机制，如数据加密、身份认 证等，存在安全漏洞和安全隐患，需要加强安全措施和 防范措施。
兼容性问题
虽然OPC规范是一种标准化的接口规范，但不同厂商和 不同系统之间的实现可能存在差异，导致兼容性问题， 需要进行额外的适配和调试。
性能问题
OPC规范的数据传输速度和响应时间受到一定限制，难 以满足某些特定场景下的高性能要求。
01
引言
研究背景与意义
背景
OPC（OLE for Process Control）规范是一种工业自 动化领域通用的通信接口标准，旨在解决不同厂商、不 同设备之间的数据交换问题。随着轨道交通的快速发展 ，综合监控系统成为了实现列车安全、高效运行的关键 。综合监控系统需要对列车运行状态、设备运行状况、 环境参数等信息进行实时监控和数据处理，而OPC规 范的应用可以实现不同系统之间的数据共享和交互。
opc在轨道交通综合监控系统中的功能实现
OPC通讯协议介绍
OPC通讯协议介绍1. 引言本文旨在介绍OPC通讯协议，包括其定义、特点、应用领域以及实现方式等方面的内容。
通过本协议的详细介绍，读者将能够全面了解OPC通讯协议的基本概念和使用方法。
2. 定义OPC（OLE for Process Control）是一种用于工业自动化领域的通讯协议。
它是一种开放的标准，用于实现不同设备和系统之间的数据通讯和信息交换。
OPC通讯协议基于微软的OLE（Object Linking and Embedding）技术，允许不同的软件应用程序之间进行数据共享和通讯。
3. 特点3.1 开放性：OPC通讯协议是一个开放的标准，允许不同厂商的设备和系统之间进行数据交换和通讯。
这种开放性使得用户可以选择最适合自己需求的设备和系统，而不受厂商限制。
3.2 易用性：OPC通讯协议提供了简单易用的接口，使得用户可以方便地进行数据读写和通讯操作。
用户无需深入了解底层通讯协议的细节，只需通过简单的API调用即可实现数据交换和通讯。
3.3 可扩展性：OPC通讯协议支持插件机制，允许用户根据自己的需求扩展协议功能。
用户可以通过添加自定义插件来支持特定的设备和系统，从而满足不同应用场景的需求。
4. 应用领域OPC通讯协议广泛应用于工业自动化领域，包括以下几个方面：4.1 监控与控制：OPC通讯协议可以用于实时监控和控制工业设备和系统。
通过与设备和系统进行数据交换和通讯，用户可以实时获取设备状态和参数，并进行相应的控制操作。
4.2 数据采集与分析：OPC通讯协议可以用于数据采集和分析。
用户可以通过与设备和系统进行数据交换，实时获取设备数据并进行分析，从而提高生产效率和质量。
4.3 故障诊断与维护：OPC通讯协议可以用于故障诊断和设备维护。
通过与设备和系统进行数据交换，用户可以实时监测设备状态，及时发现故障并进行维护操作，从而提高设备可靠性和维护效率。
5. 实现方式OPC通讯协议的实现方式主要包括以下几个方面：5.1 OPC服务器：OPC服务器是实现OPC通讯协议的关键组件。
工业控制数据交换标准OPC规范
OPC规范支持多种安全认证和加密技术， 确保数据传输的安全性和完整性。
OPC规范的局限性
标准更新滞后
互操作性问题
尽管OPC规范已经存在多年， 但其更新速度相对较慢，可 能无法跟上工业控制领域快 速发展的步伐。
由于OPC规范没有强制要求 实现某些功能，不同厂商的 OPC服务器可能存在互操作 性方面的问题。
04
OPC规范的优势与局限 性
OPC规范的优势
跨平台兼容性
高效的数据传输
OPC规范支持多种操作系统和编程语言， 使得不同厂商的设备和软件能够实现无缝 集成。
OPC规范优化了数据传输机制，提高了数 据读取和写入的效率，降低了网络拥堵的 风险。
灵活的数据模型
强大的安全机制
OPC规范定义了统一的数据模型，使得不 同厂商的设备能够以标准化的方式描述其 属性和方法，方便了开发人员的使用。
OPC规范的特点包括：跨平台性、灵活性、可扩展性和开放性。它支持多种通信协议，如以太网、串口等，并可与各种主流 的工业控制系统和软件集成。
OPC的历史与发展
OPC规范最初由德国的几家自动化厂商联合发起，并于1996年发布了第一个版本。随着工业自动化 技术的不断发展，OPC规范也在不断演进和完善，至今已经发布了多个版本。
02
OPC将与其他物联网技术和标 准进行集成，形成更加完善的 工业物联网解决方案，提高工 业生产的效率和智能化水平。
03
OPC规范将不断适应工业物联 网的发展需求，拓展其在智能 制造、智能物流等领域的应用 场景。
OPC与其他工业互联网技术的融合发展
OPC规范将与工业以太网、现场总线等技术进行融合，形成更加高效、可靠和安全 的工业控制网络。
OPC规范将与云计算、大数据、人工智能等先进技术进行结合，实现工业数据的集 中存储、分析和处理，提高工业生产的智能化水平。
OPC通讯协议介绍
OPC通讯协议介绍一、引言本协议旨在介绍OPC（OLE for Process Control）通讯协议，为读者提供关于OPC通讯协议的详细信息。
OPC通讯协议是一种开放式标准，用于实现不同设备和系统之间的数据通讯和交互。
本协议将介绍OPC通讯协议的定义、原理、应用场景以及实施步骤等内容。
二、定义1. OPC通讯协议：OPC通讯协议是一种基于微软OLE（Object Linking and Embedding）技术的标准，用于实现工业自动化系统中不同设备和系统之间的数据通讯和交互。
2. OLE：OLE是微软公司提出的一种面向对象的技术，用于在不同应用程序之间共享数据和功能。
三、原理1. OPC架构：OPC通讯协议基于客户端/服务器架构，其中客户端是数据的请求者，而服务器是数据的提供者。
客户端通过OPC接口与服务器进行通讯，获取所需的数据。
2. OPC接口：OPC通讯协议定义了一组标准接口，用于实现客户端与服务器之间的数据交互。
常见的OPC接口包括OPC DA（Data Access）、OPC HDA （Historical Data Access）和OPC AE（Alarms and Events）等。
3. OPC标签：OPC通讯协议使用标签（Tag）来标识数据点，每个标签都包含了数据的名称、类型、值等信息。
客户端可以通过标签来获取或设置相应的数据。
四、应用场景1. 工业自动化：OPC通讯协议广泛应用于工业自动化领域，用于实现不同设备和系统之间的数据通讯和集成。
例如，通过OPC通讯协议，可以将传感器数据传输到监控系统，实现实时监测和控制。
2. 楼宇自动化：OPC通讯协议也可用于楼宇自动化系统，实现对建筑设备的监测和控制。
通过OPC通讯协议，可以将空调、照明等设备的数据传输到中央控制系统，实现集中管理。
3. 能源管理：OPC通讯协议可以用于能源管理系统，实现对能源设备的监测和控制。
通过OPC通讯协议，可以将电表、水表等设备的数据传输到能源管理系统，实现能源消耗的监测和优化。
OPC内容介绍(全)
数据采集方案及其比较
动态数据交换法(DDE) DDE即动态数据交换(Dynamic Data Exchange)，是OLE技术的前身，是在微软的 Win32应用程序接口(API)上所开发的应用程 序之间动态地移动数据的一种方法。 DDE协 议在应用程序间传送信息，使得应用程序共享 数据和采用共享的内存交换数据。
结束语
OPC规范把硬件供应商和应用软件开发者 分离开来，使得双方的工作效率都有了很 大提高。软件开发商无需了解硬件的实质 和操作过程，只要遵循OPC规范进行开发， 就能够访问OPC服务器中的数据。OPC十分 适应过程控制的需要，开发商可用高级语 言编写OPC客户程序，能够发挥OPC服务器 的最佳性能，完全可以满足过程控制领域 对数据的实时、高效的要求。
OPC接口
OPC规范提供了两套接口方案： 定制接口(Custom Interface)； 自动化接口(Automation Interface)。
OPC对象
OPC Server对象 对象
OPC Server级别有多种属性，其中包含一个OPC服务器对象的状态和版本等信 息。
OPC Group对象 对象
OPC方式
OPC这个标准为过程控制和工厂自动化提供真正的即插即用软件 技术，使得过程控制和工厂自动化的每一系统、每一设备、每一驱动 器能够自由地连接和通讯，有了这样一个标准，使得系统及设备之间， 包括从车间到MES（制造执行系统）或更远距离，完全无缝地、真 正开放和方便地进行企业级的通讯的通讯成为可能。
OPC内容介绍
目录
OPC概念 数据采集方案及其比较 OPC产生的原因 OPC方式 OPC数据通讯 OPC优点 OPC对象 对设备厂商要求
OPC概念
OPC(OLE for Process Control，用于过程 控制的对象链接与嵌入)是一个工业标准，它是 许多世界领先的自动化软、硬件公司与微软公 司合作的结晶。它由一系列用于过程控制和制 造业自动化应用领域的标准接口、属性以及方 法组成。
第4章工业控制数据交换标准OPC规范
（3）即使计算机中的SCADA、HMI等软件都有 独立的驱动程序，但一般也不允许同时访问相同 的设备，否则很容易造成系统崩溃 （4）另一方面，现场控制层作为企业整个信息系 统的底层部分，必然需要与生产过程管理层和经 营决策层进行集成。这样也存在着监控计算机如
何与其它计算机进行信息沟通和传递的问题。
接口组装起来以形成所需要的应用程序。
（1）COM/DCOM简介
由微软公司推出的开放的组件标准。COM标准包 括规范和实现二大部分，规范部分定义了组件之间 通信的机制，这些规范不依赖任何特定的语言和操 作系统，具有语言无关性；COM 标准的实现部分 是COM 库，COM库为COM规范的具体实现提供了 一些核心服务。由于COM以客户/ 服务器模型为基 础，因此具有良好的稳定性和很强的扩展能力。
在组件技术规范方面，主要有两个标准：一个是 由对象管理组织（Object Management Group， OMG）起草并颁布的公共对象请求代理体系结构 （Common Object Request Breaker Architecture， CORBA），另外一个是由微软推出的组件对象模 型（Component Object Model，COM）技术。
监督控制与数据采集技术
华东理工大学自动化系 王华忠
hzwang@
Ch4
工业控制数据交换标准 OPC规范
一、OPC开发背景和历史
1、为什么需要OPC
（1）对于早期的计算机系统，为了实现不同的硬件 和软件所构成的计算机之间的数据交换和通信，必 须要花费很多时间去开发独自的通信程序。 （2）由于驱动程序缺乏统一的连接标准，这样一旦 硬件设备升级换代，就需要对相应的驱动程序进行 更改，增加了系统的维护费用。
OPC协议介绍范文
OPC协议介绍范文OPC（OLE for Process Control）是一种用于工业自动化领域的协议，它提供了一种标准化的通信接口，使得不同厂商的设备和系统可以方便地进行数据交换和通信。
本文将对OPC协议进行介绍。
第一部分：OPC协议的概述（约400字）第二部分：OPC协议的框架结构（约400字）在客户端层，用户可以通过OPC客户端软件与设备进行通信。
OPC客户端软件可以连接多个OPC服务器，从而实现与不同厂商设备的通信。
用户可以通过OPC客户端软件监控设备数据、下发控制指令等。
数据存储层是OPC协议中最核心的部分，它定义了一系列的接口和规范，用于描述设备数据。
数据存储层主要有两个组件：OPC服务器和OPC数据源。
OPC服务器是实际与设备进行通信的组件，它从设备中读取数据并将其发布到OPC数据源。
OPC数据源负责将设备数据存储在内存中，并提供给OPC客户端软件进行读写操作。
设备层是实际的设备硬件，可以是传感器、执行器、PLC等。
设备层通过OPC服务器与数据存储层进行通信，将实时数据和状态信息传递给OPC服务器，同时接收来自OPC服务器的控制指令。
第三部分：OPC协议的优势（约400字）1.厂商无关性：OPC协议提供了一种标准化的接口，使得不同厂商的设备和系统可以方便地进行集成。
这样可以减少系统研发和维护的成本，提高系统的可扩展性和灵活性。
2.高效性：OPC协议采用客户端-服务器的架构，可以实现高效的数据通信。
OPC服务器可以在后台实时地监听设备数据的变化，并将变化的数据及时地通知到OPC客户端软件。
3.可靠性：OPC协议使用了DCOM作为通信中间件，可以实现远程通信功能。
这意味着OPC客户端软件可以远程访问位于不同地点的设备和系统，提供了更大的灵活性和扩展性。
4.安全性：OPC协议支持数据加密和身份验证机制，可以保证通信的安全性。
这对于安全要求较高的工业自动化系统来说是非常重要的。
第四部分：OPC协议的应用领域（约400字）在制造业中，OPC协议可以用于设备监控、设备诊断、生产过程控制等方面。
OPC通讯协议介绍
OPC通讯协议介绍OPC（OLE for Process Control）是一种用于实时通信的开放式通讯协议。
它是由Microsoft在1995年发布的，旨在为工业自动化和控制系统提供一种统一的数据交换标准。
OPC协议的目标是实现设备和系统之间的互操作性，使得不同厂家的设备和软件能够无缝地通信和集成。
OPC协议主要有两个版本，分别是OPC Classic和OPC Unified Architecture（UA）。
然而，OPC Classic协议存在一些限制和不足之处。
首先，它依赖于微软的COM/DCOM技术，这限制了其在非Windows环境下的可用性。
其次，OPC Classic协议的安全性较差，容易受到网络攻击。
此外，OPCClassic协议对设备的通信能力和数据量有一定的限制，无法满足大规模复杂系统的需求。
为了解决OPC Classic协议的局限性，OPC UA协议应运而生。
OPCUA是基于Web服务和SOA（Service-oriented Architecture）的协议，它与网络环境和平台无关，能够在不同的操作系统和设备之间进行通信。
OPC UA协议提供了更好的安全性和可扩展性，并支持更灵活的数据模型和通信方式。
它采用了面向对象的设计思想，通过对象的属性、方法和事件来描述设备和数据源。
OPC UA协议还提供了一种基于发布-订阅机制的通信方式，实现了更高效的实时数据传输。
总的来说，OPC协议是一种用于实时通信的开放式通讯协议，用于实现不同厂家的设备和系统之间的互操作性。
OPC Classic协议是初始版本的OPC协议，使用了微软的COM/DCOM技术，而OPC UA协议是基于Web服务和SOA的协议，具有更好的安全性和可扩展性。
随着工业自动化和控制系统的发展，OPC协议在实时通信和数据交换方面发挥着重要的作用。
opc协议格式
opc协议格式
OPC（OLE for Process Control）协议格式主要包括以下几个部分：
1. OPC DA（Data Access）协议格式：用于实时数据的读取和写入。
其协议格式包括请求-响应模式，其中请求包括读取请求和写入请求，响应包括读取响应和写入响应。
2. OPC HDA（Historical Data Access）协议格式：用于历史数据的读取。
其协议格式也采用请求-响应模式，其中请求包括查询请求和读取请求，响应包括查询响应和读取响应。
3. OPC A&E（Alarms and Events）协议格式：用于告警和事件的处理。
其协议格式包括告警和事件的上报格式，包括告警和事件的名称、状态、时间戳等信息。
4. OPC XML-DA（XML Data Access）协议格式：用于通过XML格式进行实时数据的读取和写入。
其协议格式采用HTTP协议作为传输协议，使用XML作为数据格式。
需要注意的是，OPC协议并不是一个具体的协议，而是一个用于工业自动化领域的通信标准，具体的协议格式可能会根据实际应用而有所差异。
不同厂家和组织可能会在OPC的基础上定义自己的协议格式。
opc ua规约
opc ua规约是一种用于工业通信的跨平台、开源、国际标准的数据交换规范，由opc基金会制定和维护。
opc ua规约的主要特点有：
1、统一了opc经典规约的各项功能，如数据访问、报警和事件、历史数据、复杂数据等，形成了一个可扩展的框架。
2、不依赖于特定的操作系统或编程语言，可以运行在从嵌入式微控制器到云端服务器的各种硬件平台上。
3、提供了多种安全控制，如传输加密、消息签名、身份认证、权限控制等，保障了数据的安全性和完整性。
4、提供了多种通信模式，如客户端/服务器模式和发布/订阅模式，支持多种通信协议，如TCP/IP、UDP/IP、WebSockets、AMQP和MQTT等，适应不同的网络环境和应用场景。
5、提供了丰富的信息建模，可以定义复杂的数据结构和关系，支持多种行业标准的数据模型，如ISA-95、IEC 61850、MTConnect等，实现了不同系统间的信息互通。
opc ua规约是一种适用于工业4.0和物联网的先进的通信技术，它可以实现从传感器到云端的数据交换，提高了工业设备和系统的互操作性和智能化，为工业自动化和数字化提供了强大的支撑。
OPC规约详细内容
OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。
OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。
OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。
应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口，OPC规范提供了两套标准接口：Custom 标准接口，OLE自动化标准接口。
通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。
OLE自动化标准接口，及采用OLE自动化技术进行调用，其技术为OLE自动化技术。
OLE 自动化标准接口定义了以下三层接口，依次呈包含关系。
OPC Server：OPC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPC Group 类对象；OPC Group：存储由若干OPC Item组成的Group信息，并用于返回OPC Item类对象。
OPC Item：存储具体Item 的定义、数据值、状态值等信息。
由于OPC规范基于OLE/COM技术，同时OLE/COM的扩展远程OLE自动化与DCOM技术支持TCP/IP等多种网络协议，因此可以将OPC客户、服务器在物理上分开，分布于网络不同节点上。
OPC规范可以应用在许多应用程序中，如它们可以应用于从SCADA 或者DCS系统的物理设备中获取原始数据的最低层，它们同样可以应用于从SCADA 或者DCS系统中获取数据到应用程序中。
实际上，OPC设计的目的就是从网络上某节点获取数据。
OPC的数据访问方法分别有同步访问、异步访问和订阅式数据采集方式三种。
1、同步数据访问方式OPC服务器把按照OPC应用程序的要求得到的数据访问结果作为方法的参数返回给OP C应用程序，OPC应用程序在结果被返回之前必须处于等待状态。
同步访问特点为：读取指定OPC标签对应的过程数据时，应用程序一直要等到读取完为止；写入指定OPC标签对应的过程数据时，应用程序一直等待写入完成为止。
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OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。
OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。
OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。
应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口，OPC规范提供了两套标准接口：Custom 标准接口，OLE自动化标准接口。
通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。
OLE自动化标准接口，及采用OLE自动化技术进行调用，其技术为OLE自动化技术。
OLE 自动化标准接口定义了以下三层接口，依次呈包含关系。
OPC Server：OPC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPC Group 类对象；
OPC Group：存储由若干OPC Item组成的Group信息，并用于返回OPC Item类对象。
OPC Item：存储具体Item 的定义、数据值、状态值等信息。
由于OPC规范基于OLE/COM技术，同时OLE/COM的扩展远程OLE自动化与DCOM技术支持TCP/IP等多种网络协议，因此可以将OPC客户、服务器在物理上分开，分布于网络不同节点上。
OPC规范可以应用在许多应用程序中，如它们可以应用于从SCADA 或者DCS系统的物理设备中获取原始数据的最低层，它们同样可以应用于从SCADA 或者DCS系统中获取数据到应用程序中。
实际上，OPC设计的目的就是从网络上某节点获取数据。
OPC的数据访问方法分别有同步访问、异步访问和订阅式数据采集方式三种。
1、同步数据访问方式
OPC服务器把按照OPC应用程序的要求得到的数据访问结果作为方法的参数返回给OP C应用程序，OPC应用程序在结果被返回之前必须处于等待状态。
同步访问特点为：读取指定OPC标签对应的过程数据时，应用程序一直要等到读取完为止；写入指定OPC标签对应的过程数据时，应用程序一直等待写入完成为止。
当客户数据较少而且同服务器交互的数据量比较少的时候可以采用这种方式，然而当网络堵塞或大量客户访问时，会造成系统的性能效率下降。
2、异步数据访问方式
OPC服务器接到OPC应用程序的要求后，几乎立即将方法返回。
OPC应用程序随后可以进行其他处理。
当OPC服务器完成数据访问时，OPC服务器转换角色充当成客户程序，而原来的客户程序此时可以看成是服务器。
OPC服务器主动触发OPC应用程序的异步访问完成事件，将数据访问结果传送给OPC应用程序。
OPC应用程序在其事件处理程序中接收从OPC服务器传来的数据。
其特点为：读取指定OPC标签对应的过程数据，应用程序发出读取要求后立即返回，读取完成时发生读取完成事件，OPC应用程序被调用；写入指定OPC标签对应的过程数据，应用程序发出写入要求后立即返回，写入完成时发出写入完成事件，OPC应用程序被调用。
因此异步方式的效率更高，能够避免多客户大数据请求的阻塞，并可以最大限度地节省C PU和网络资源。
3、订阅式数据访问方式
并不需要OPC客户应用程序向OPC服务器提出要求，而是服务器周期性地扫描缓冲区的数据，如果发现数据变化超过一定的幅度时，则更新数据缓冲器，并自动通知OPC应用程序。
这样OPC客户应用程序就可以自动接到OPC服务器送来的变化通知的订阅方式数据采集(Subscription)。
订阅式数据采集方式实际上也属于异步读取方式的一种。
采用订阅式数据采集方式的服务器按一定的更新周期(UpdateRate)更新数据缓冲器的数值时，如果发现数据有变化时，就会以数据变化事件(DataChange)通知OPC应用程序。
OPC服务器支持不敏感带(DeadBand)，而且OPC标签的数据类型是模拟量的情况，只有当前值与前次值的差的绝对值超过一定的限度时，才更新缓冲器数据并通知OPC应用程序。
由此可以无视模拟值的微小变化，从而减轻OPC服务器和OPC应用程序的负荷。
其特点为：服务器用一定的周期检查过程数据，发现数字数据变化或者模拟数据的变化范围超过不敏感区后，立刻通知客户程序，传递相应信息。
订阅式技术基于“客户-服务器-硬件设备”模型，在服务器中的内部建立预定数据的动态缓存，并且当数据变化时对动态缓存给予刷新，并向订阅了这些数据的客户端发送。
这使得网络上的请求包数大大减少，并有效降低了对服务器的重复访问次数。
在数据点很多的情况下，这种通信方式的优势更能凸现出来。