OPC技术简介
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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）。
（DeadBand）而且OPC项的数据类型是模拟量的情况，只有现在值与前
次值的差的绝对值超过一定限度时，才更新缓冲器数据并通知OPC应用
程序。由此可以忽略模拟值的微小变化，从而减轻OPC服务器和OPC 应
用程序的负荷。
图4-3 订阅方式数据访问
上述的 OPC 数据访问的功能可总结成表4-1。这些功能是否被支持 将随供应厂商的具体的服务器类型而定。
写入 异步方 式
写入指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序发出写入要求后立即返回，写入完成时发 生写入完成事件，OPC应用程序被调出。
同步和异步访问的特征可以总结如表4-2，在开发OPC应用程序时可 按照应用程序的用途和目的选择合适的数据访问方法。
表4-2 OPC同步和异步数据访问的特征
特征 同步访问
能，开发比较难。
远 程 只要分布式 COM 启动 除了分布式 COM 启动权限
连接的 权限和访问权限就可以 和访问权限以外，还必须
分布式 运行，设置比较简单。 设置身份标志，设置比较
COM 设
复杂。
置
2.5 OPC的适用场合
尽管OPC主要被用来访问网络服务器上的数据，但OPC接口可以应用
在许多程序中。它们可以应用于从SCADA或者DCS系统的物理设备中获取
变化值能够在1s之内从OPC服务器传输到OPC客户端，而对于500个变 量，只需要looms左右。因此，OPC被认为能够非常高效地传输数据。
（4）产业性
OPC是一个开放的标准，建立在己普遍使用的微软标准基础上，最终 用户及供货商无需在集成方面花费过多时间。
2.4 OPC的主要功能
OPC客户程序对OPC服务器的数据存取主要包含三种方式:同步方 式、异步方式和订阅方式。
读取所有活动的 OPC 项对应的过程数据。 应用程序发出更新要求后立即返回，更新完 成时发生数据变化事件，OPC应用程序被调 出。
服务器用一定的周期检查过程数据，如发现 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。
写入指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序一直等待到写入完成为止。
在应用方面，沈阳自动化研究所在开发新一代分布式控制系统时就 采用了OPC技术，实现了上层应用软件通过OPC服务器访问现场设备信息 的功能，同时，还开发出了OPC数据服务器的开发工具软件SmartOPC。 一些国内工控软件公司也充分利用OPC技术增强和扩展其软件功能，例 如北京亚控公司的组态王，三维力控等等。
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。
一些高效、底层的应用程序，如软PLC、软控件，需要对数据进行 简单、快速的存取，而OPC数据存取规范包括许多这类应用程序并不需 要的高级功能，此外OPC数据存取规范大量使用服务器定义的“out”参 数，这降低了其运行效率，限制了在实时环境下的应用。公共I/O接口 工作组的任务就是开发一个简单、高效的数据存取规范，特别是对物理 I/O的直接操作。该接口应尽可能基于现有的IEC1131的标准功能，以支 持传统PLC的编程；该工作组还希望定义一组由一个DLL库导出 的“纯”C接口函数，并由一个简单的COM接口封装。当然，这个接口应 该是对现有数据存取规范的补充，而不是与之进行竞争，该接口将被严 格限制于实时应用中。
现在许多公司正在致力于利用OPC标准开发产品。Wonderware公司 原来一直采用NetDDE开发其软件产品，并且做得相当成功，但鉴于OPC 正在成为业界标准的形式，现在正逐步转向采用OPC标准开发其软件产 品。US DATA公司开发了一种叫做OPC友好插座的产品，该产品允许任何 符合OPC标准的对象加入到该公司的软件中。在已开发成功的FisherRosemount的Delta V系统中采用了OPC技术。Intellution作为OPC董事
数据存取规范提供了应用程序之间传送单个数据的灵活、高效的方 法，但对于传送结构数据和可执行的命令串并不合适。例如当OPC服务 器传送一个大的二进制对象(如设备的组态配置信息，PLC的梯形图程 序、或高速采样设备获得的信号波形数据)时，OPC客户将不知道如何对 此对象进行解码，或者命令串可能包含保留的变量名。复杂数据工作组 的工作就是对OPC数据存取规范(Data Access Specification)进行扩展 或定义一个新的接口集，这些新的接口将允许OPC客户和服务器能够识 别、交换和解码结构性数据，并能够传送命令串和监视命令串在设备中 的实行情况。新的接口集应是对现有的接口的补充，而且不能与现有的 接口重复。
同步方式是指客户在发出数据请求后，需要一直等待，直到数据返 回为止。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OPC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。如图4-1所示：
图4-1 同步方式数据访问
异步方式是指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，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 应用程序在事件处理程序中接受从 OPC 服 务器传送来的数据。如图4-2所示：
功能 方式 同步方 式 异步方 式
过程 数据 刷新 读取
订阅方 式
同步方 过程 式 数据
表4-1 OPC数据访问的功能
说明
读取指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序一直等待到读取完成为止。
读取指定 OPC 项对应的过程数据。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应用程序被调出。
OPC
Server SCADA 系统 物理 设备 物理 设备
图4-4 OPC客户/服务器的关系
当客户访问数据时，物理设备的原始数据或经物理接口直接递交给 服务器，或通过物理接口发送至SCADA /DCS系统，再通过OPC接口递交 服务器，最后由服务器完成与客户的数据交换。在此过程中，服务器统 一并优化不同客户的数据访间，以达到与物理设备的有效通信。输入 (读)时，由设备返回的数据存放在服务器的缓冲区中，以满足不同OPC 客户的异步数据分配或同步数据采集要求。输出(写)时，OPC服务器代 替OPC客户刷新物理设备数据。
OPC标准的制定虽然主要由少数几家公司所推动，但是己制定的OPC 标准由来自90多家公司的专家参与，并参考了来自200多个合作伙伴的 评论意见，所以具有广泛的代表性。一批国际知名的控制类公司 如:ABB、 AspenTech、Eurotherm、Foxboro、Honeywell、National Instruments、Siemens、Toshiba、Johnson-Yokogawa、 GE Fanuc等相 继宣布支持OPC标准。在这种情况下，毫无疑问OPC将会在控制领域发挥 重大的作用，OPC将会成为大势所趋。
2 OPC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。
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。
2.2 OPC的应用现状及前景
OPC诞生之前，硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口没 有统一的标准。OPC的产生是为了不同供应厂商的设备和应用程序之间 的软件接口标准化，使其间的数据交换更加简单化的目的而提出的。作 为结果，可以向用户提供不依靠于特定开发语言和开发环境的可以自由 组合使用的过程控制软件组件产品。
2.1 OPC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。Fisherபைடு நூலகம்Rosement、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。
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。OPC的结构和设计使得它可以构建这样一个OPC服务 器，这个OPC服务器允许客户程序只经过一个单一的对象从许多由不同 的OPC硬件供应商提供且运行于不同节点上的OPC服务器上获取数据。如 图所示：
OPC接口 OPC接口 物理接口 物理接口 应用 程序
2.3 OPC特点
OPC标准己经是公开出版的技术标准，根据其目标，拥有以下几个 突出的特点：
（1）开放性 因为OPC标准接纳所有类型的客户机和服务器，并且OPC标准支持所 有的编程语言(如C, C++, VB, Java, HTML, DHTML等)，所以利用OPC可 以轻松获取实时工业数据。另外，OPC基于COM技术，支持Internet，能 从远程机器访问OPC服务器，这无疑也大大增加OPC的开放性。 （2）互联性 最终用户可以非常容易地与不同厂家的自动化设备进行连接，而且 可以在诸多的自动化设备系统中自由使用OPC客户应用程序，比如可以 使用同一应用软件界面程序集成不同的现场总线系统等。 （3）高效性 OPC的高效性不仅体现在OPC的即插即用功能(Plug and Play Function)使得系统集成变得轻而易举，更主要的是OPC能够优化快速地 传输数据。根据OPC基金会对OPC传输效率的测试结果，在本地以及两台 计算机之间，5000个过程变量的
异步访问
访问性 能
因为在访问完成之前应 因为在访问完成之前应用 用程序必须一直在等 程序不必等待，可以并行 待，尤其大量数据的访 处理，对访问性能的影响 问或直接向设备的访问 不大。 对访问性能的影响很 大。
程序开 发
处理程序比较简单，开 因为发出要求和访问完成
发容易。
事件处理是分别进行的，
所以必须有事务识别功
会成员，在推行OPC标准方面始终是不遗余力，现已利用OPC技术开发出 了VisualBatch、FIXDynamics等组件产品。
OPC技术作为一项工业标准在国内也得到了逐步推广和应用，特别 是近年来引起了广泛的关注。不少高等院校、研究机构和制造厂商都开 展了对OPC技术的研究和应用。2000年12月正式成立了中国OPC促进会。 目前，已有多家公司加入了OPC基金会，成为其会员单位，如北京华富 惠通、北京华控、浙大中控、北京中瑞泰等。
图4-2 异步方式数据访问
订阅方式是指OPC 应用程序并不需要向OPC 服务器要求，就可以自
动接到从OPC
服务器送来的变化通知的订阅方式数据采集
（Subscription）。服务器按一定的更新周期（UpdateRate）更新OPC
服务器的数据缓冲器的数值时，如果发现数值有变化，就会以数据变化
事件（DataChange）通知OPC应用程序。如果OPC服务器支持不敏感带
（DeadBand）而且OPC项的数据类型是模拟量的情况，只有现在值与前
次值的差的绝对值超过一定限度时，才更新缓冲器数据并通知OPC应用
程序。由此可以忽略模拟值的微小变化，从而减轻OPC服务器和OPC 应
用程序的负荷。
图4-3 订阅方式数据访问
上述的 OPC 数据访问的功能可总结成表4-1。这些功能是否被支持 将随供应厂商的具体的服务器类型而定。
写入 异步方 式
写入指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序发出写入要求后立即返回，写入完成时发 生写入完成事件，OPC应用程序被调出。
同步和异步访问的特征可以总结如表4-2，在开发OPC应用程序时可 按照应用程序的用途和目的选择合适的数据访问方法。
表4-2 OPC同步和异步数据访问的特征
特征 同步访问
能，开发比较难。
远 程 只要分布式 COM 启动 除了分布式 COM 启动权限
连接的 权限和访问权限就可以 和访问权限以外，还必须
分布式 运行，设置比较简单。 设置身份标志，设置比较
COM 设
复杂。
置
2.5 OPC的适用场合
尽管OPC主要被用来访问网络服务器上的数据，但OPC接口可以应用
在许多程序中。它们可以应用于从SCADA或者DCS系统的物理设备中获取
变化值能够在1s之内从OPC服务器传输到OPC客户端，而对于500个变 量，只需要looms左右。因此，OPC被认为能够非常高效地传输数据。
（4）产业性
OPC是一个开放的标准，建立在己普遍使用的微软标准基础上，最终 用户及供货商无需在集成方面花费过多时间。
2.4 OPC的主要功能
OPC客户程序对OPC服务器的数据存取主要包含三种方式:同步方 式、异步方式和订阅方式。
读取所有活动的 OPC 项对应的过程数据。 应用程序发出更新要求后立即返回，更新完 成时发生数据变化事件，OPC应用程序被调 出。
服务器用一定的周期检查过程数据，如发现 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。
写入指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序一直等待到写入完成为止。
在应用方面，沈阳自动化研究所在开发新一代分布式控制系统时就 采用了OPC技术，实现了上层应用软件通过OPC服务器访问现场设备信息 的功能，同时，还开发出了OPC数据服务器的开发工具软件SmartOPC。 一些国内工控软件公司也充分利用OPC技术增强和扩展其软件功能，例 如北京亚控公司的组态王，三维力控等等。
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。
一些高效、底层的应用程序，如软PLC、软控件，需要对数据进行 简单、快速的存取，而OPC数据存取规范包括许多这类应用程序并不需 要的高级功能，此外OPC数据存取规范大量使用服务器定义的“out”参 数，这降低了其运行效率，限制了在实时环境下的应用。公共I/O接口 工作组的任务就是开发一个简单、高效的数据存取规范，特别是对物理 I/O的直接操作。该接口应尽可能基于现有的IEC1131的标准功能，以支 持传统PLC的编程；该工作组还希望定义一组由一个DLL库导出 的“纯”C接口函数，并由一个简单的COM接口封装。当然，这个接口应 该是对现有数据存取规范的补充，而不是与之进行竞争，该接口将被严 格限制于实时应用中。
现在许多公司正在致力于利用OPC标准开发产品。Wonderware公司 原来一直采用NetDDE开发其软件产品，并且做得相当成功，但鉴于OPC 正在成为业界标准的形式，现在正逐步转向采用OPC标准开发其软件产 品。US DATA公司开发了一种叫做OPC友好插座的产品，该产品允许任何 符合OPC标准的对象加入到该公司的软件中。在已开发成功的FisherRosemount的Delta V系统中采用了OPC技术。Intellution作为OPC董事
数据存取规范提供了应用程序之间传送单个数据的灵活、高效的方 法，但对于传送结构数据和可执行的命令串并不合适。例如当OPC服务 器传送一个大的二进制对象(如设备的组态配置信息，PLC的梯形图程 序、或高速采样设备获得的信号波形数据)时，OPC客户将不知道如何对 此对象进行解码，或者命令串可能包含保留的变量名。复杂数据工作组 的工作就是对OPC数据存取规范(Data Access Specification)进行扩展 或定义一个新的接口集，这些新的接口将允许OPC客户和服务器能够识 别、交换和解码结构性数据，并能够传送命令串和监视命令串在设备中 的实行情况。新的接口集应是对现有的接口的补充，而且不能与现有的 接口重复。
同步方式是指客户在发出数据请求后，需要一直等待，直到数据返 回为止。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OPC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。如图4-1所示：
图4-1 同步方式数据访问
异步方式是指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，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 应用程序在事件处理程序中接受从 OPC 服 务器传送来的数据。如图4-2所示：
功能 方式 同步方 式 异步方 式
过程 数据 刷新 读取
订阅方 式
同步方 过程 式 数据
表4-1 OPC数据访问的功能
说明
读取指定 OPC 项对应的过程数据。应用程 序一直等待到读取完成为止。
读取指定 OPC 项对应的过程数据。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应用程序被调出。
OPC
Server SCADA 系统 物理 设备 物理 设备
图4-4 OPC客户/服务器的关系
当客户访问数据时，物理设备的原始数据或经物理接口直接递交给 服务器，或通过物理接口发送至SCADA /DCS系统，再通过OPC接口递交 服务器，最后由服务器完成与客户的数据交换。在此过程中，服务器统 一并优化不同客户的数据访间，以达到与物理设备的有效通信。输入 (读)时，由设备返回的数据存放在服务器的缓冲区中，以满足不同OPC 客户的异步数据分配或同步数据采集要求。输出(写)时，OPC服务器代 替OPC客户刷新物理设备数据。
OPC标准的制定虽然主要由少数几家公司所推动，但是己制定的OPC 标准由来自90多家公司的专家参与，并参考了来自200多个合作伙伴的 评论意见，所以具有广泛的代表性。一批国际知名的控制类公司 如:ABB、 AspenTech、Eurotherm、Foxboro、Honeywell、National Instruments、Siemens、Toshiba、Johnson-Yokogawa、 GE Fanuc等相 继宣布支持OPC标准。在这种情况下，毫无疑问OPC将会在控制领域发挥 重大的作用，OPC将会成为大势所趋。
2 OPC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。
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。
2.2 OPC的应用现状及前景
OPC诞生之前，硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口没 有统一的标准。OPC的产生是为了不同供应厂商的设备和应用程序之间 的软件接口标准化，使其间的数据交换更加简单化的目的而提出的。作 为结果，可以向用户提供不依靠于特定开发语言和开发环境的可以自由 组合使用的过程控制软件组件产品。
2.1 OPC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。Fisherபைடு நூலகம்Rosement、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。
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。OPC的结构和设计使得它可以构建这样一个OPC服务 器，这个OPC服务器允许客户程序只经过一个单一的对象从许多由不同 的OPC硬件供应商提供且运行于不同节点上的OPC服务器上获取数据。如 图所示：
OPC接口 OPC接口 物理接口 物理接口 应用 程序
2.3 OPC特点
OPC标准己经是公开出版的技术标准，根据其目标，拥有以下几个 突出的特点：
（1）开放性 因为OPC标准接纳所有类型的客户机和服务器，并且OPC标准支持所 有的编程语言(如C, C++, VB, Java, HTML, DHTML等)，所以利用OPC可 以轻松获取实时工业数据。另外，OPC基于COM技术，支持Internet，能 从远程机器访问OPC服务器，这无疑也大大增加OPC的开放性。 （2）互联性 最终用户可以非常容易地与不同厂家的自动化设备进行连接，而且 可以在诸多的自动化设备系统中自由使用OPC客户应用程序，比如可以 使用同一应用软件界面程序集成不同的现场总线系统等。 （3）高效性 OPC的高效性不仅体现在OPC的即插即用功能(Plug and Play Function)使得系统集成变得轻而易举，更主要的是OPC能够优化快速地 传输数据。根据OPC基金会对OPC传输效率的测试结果，在本地以及两台 计算机之间，5000个过程变量的
异步访问
访问性 能
因为在访问完成之前应 因为在访问完成之前应用 用程序必须一直在等 程序不必等待，可以并行 待，尤其大量数据的访 处理，对访问性能的影响 问或直接向设备的访问 不大。 对访问性能的影响很 大。
程序开 发
处理程序比较简单，开 因为发出要求和访问完成
发容易。
事件处理是分别进行的，
所以必须有事务识别功
会成员，在推行OPC标准方面始终是不遗余力，现已利用OPC技术开发出 了VisualBatch、FIXDynamics等组件产品。
OPC技术作为一项工业标准在国内也得到了逐步推广和应用，特别 是近年来引起了广泛的关注。不少高等院校、研究机构和制造厂商都开 展了对OPC技术的研究和应用。2000年12月正式成立了中国OPC促进会。 目前，已有多家公司加入了OPC基金会，成为其会员单位，如北京华富 惠通、北京华控、浙大中控、北京中瑞泰等。
图4-2 异步方式数据访问
订阅方式是指OPC 应用程序并不需要向OPC 服务器要求，就可以自
动接到从OPC
服务器送来的变化通知的订阅方式数据采集
（Subscription）。服务器按一定的更新周期（UpdateRate）更新OPC
服务器的数据缓冲器的数值时，如果发现数值有变化，就会以数据变化
事件（DataChange）通知OPC应用程序。如果OPC服务器支持不敏感带