OPC技术规范
“工控软件互操作规范OPC技术”讲座第4讲OPC服务器与客户程序的设计
Ｏ Ｃ程 序 开 发 中 常 见 的 两 个 针 是 指无 效 的指针 ， 用它 则会 造成 异 常 。因此 ， 使
在 作 用 指 针 之 前 必 须 判 断 其 是 否 为 空 。 空 字 符 串 则 是
一
调 用服 务器 函 数的过 程 中 ， 管 函数执 行正 确与 否 ， 不 服
口 的 字 符 串参 数 都 使 用 宽 字 符 ， 体 实 现 时 采 用 Ｂ Ｔ 具 ＳＲ 类 型 来 传 递 字 符 串 参 数 。 Ｂ １ 类 型 是 一 个 宽 字 符 的 ｓＲ
指 针 ， 其 前 ４个 字 节 表 示 字 符 串 中所 有 的 字 节 数 ， 但 后 面 的字节 才代 表真 正 的宽字 符 串 。
在 Ｖ Ｂ等 弱 类 型 的 高 级 语 言 中 ， 法 像 Ｃ Ｃ＋ 无 ／ ＋语
言 那 样 定 义 任 意 的 数 据 类 型 ， 此 Ｏ Ｃ 规 范 采 用 了 因 Ｐ Ｖ ＲＩＮＴ数 据 类 型 传 递 参 数 ， 其 既 适 用 于 定 制 接 Ａ Ａ 使 口 ， 满 足 自动 化 接 口 的 要 求 。 ＶＡ Ａ Ｔ是 一 个 结 构 又 ＲＩ Ｎ 类 型 ， 要 包 括 两 个 有 意 义 的 域 ：ｒ和 一 个 大 的 联 合 主 、 ｔ
１ ４ 内 存 维 护 ．
根 据 Ｃ Ｍ 规 范 ， 户 程 序 必 须 释 放 函 数 调 用 时 与 Ｏ 客
“
体 。、 指 示 了 数 据 的 确 切 类 型 ， 整 型 、 型 等 ： 合 ｒ ｔ 如 实 联 体 则 包 含 了真 正 的 数 据 或 数 据 指 针 。 设 计 时 需 要 调 用 相 应 的 函 数 进 行 简 单 类 型 和 Ｖ Ｒ Ａ Ｔ类 型 之 间 的 转 Ａ ＩＮ
基于OPC规范异构设备通用网络集成的驱动开发技术
中 ． 就 需 要 为 异 构设 备 实现 ห้องสมุดไป่ตู้ 有 Ｏ Ｃ数 据 服 务 功 能 的 设 备 这 Ｐ
备 开 发商 和供 应 商 所 保 护 ． 特 殊情 况 ． 不推 荐 做 出任 何 修 除 是
改 。 因此 ．为 了能 将 它们 统 一 地 集 成 到一 个 完 整 的监 控 网 络
个 ． 乎 包 括 全 世 界 所 有 的 工业 自动 化 软 、 件 提 供 商 。 像 几 硬
ｓ ｍ ｌ ， ｄ ｍ 等 国 际 著 名 公 司 ， 是 这 个 组 织 的 成 员 。符 合 ｉ ｅｓＡ ａ ｅ ｌ 都 规 范 的 软 、 件 已 被广 泛 的 应 用 ． 工业 自动 化 领 域 带来 了勃 硬 给 勃 生 机 。０ Ｃ规 范 ， 经 成 为 国际 工 业 自动 化界 的标 准 。 Ｐ 已
硬件 逻辑 甚
差 万 别 了 随 着企 业 的 发展 ． 了提 高企 业 生 产 现场 情 况 的信 为 息 集 成 程 度 和决 策 的 准 确性 ．需 要 将 全 方 位 的设 备 进 行有 效
合 理 的 网 络 集成 异 构 的通 信 协 议 恰恰 给 制造 设 备 的 网 络集 成 以及 制 造 过 程 的监 控 带来 了很 大 的 困 难 在 开发 监 控 系统 的 服务 器前 ． 必须 一 次性 考 虑 所有 设 备 的 通信 接 口 。 与之 相适 应 的监 控 系统 ． 有 一定 的静 态 性 、 闭性 ． 具 封 系统 难 以升 级 。
、
引 言
在我国 ． 由于 工 厂 规 模 的 发展 、 备 购置 时期 的不 同 、 设 以 及 企 业对 自动 化 程度 的不 同 ． 致 在 企 业 内部 所 使 用 的 设备 、 导
“工控软件互操作规范OPC技术”讨论——第3讲 OPC规范简介(二)
２ 编程 计算
在 用 热 电偶 作 为测 温 仪 表 、 有 Ｃ Ｕ， 具 有 编 程 装 Ｐ 且 计 算 能 力 的 设 备 或 计 算 机 中 ， 其 在 工 业 测 量 和 控 制 尤 场 合 ， 常会 遇 到 实 时 测 得 热 电 偶 的 热 电 势 要 换 算 成 经 温 度 值 或 由温 度 值 换 算 为 毫 伏 值 的 问 题 ， 之 热 电 偶 加
第 一作 者 刘彦 文 ， １５ 生 ，９８ 毕 业 于清 华 大 学 ， 男，９０年 １７ 年 教授 ； 事 从
硬件 和 工 业 自动化 教 学和 研 究工作 。
“ 控 软 件 互 操 作 规 范 Ｏ Ｃ技 术 ” 座 工 Ｐ 讲
第 ３讲 ＯＰ Ｃ规 范 简 介 （ ） 二
差 擅 李 煮 邓 束 寒 凌 主浩
通 用 热 电 偶 分 度 表 手 册 ． 京 ： 国 计 量 出版 社 ，９４ 北 中 １９
２ 国 家 技 术 监 督 局 计 量 司 编 ．９０国 际 温 标 宣 贯 手 册 ． 京 ： 国 １９ 北 中
计 量 出 版 社 ．９ ０ １９
３ 谢面 向 对 象 的 程 序 设 计 ． 科 院 希 望 高 级 中
维普资讯
“ 工控软件互 操作规范 Ｏ Ｃ技术” Ｐ 讲座
１ ．３ ｍ ） １６ ０３ ２ Ｖ ；０４～ １６ ．℃ （ 应 热 电 势 为 １ ．３ ６ ４５ 对 ０３２～ １ ．３ ｍ ） １６ ． ～１６ ．℃ （ 应 热 电 势 为 １ ． ６ ７５６ Ｖ ；６４ ５ ７ ８ １ 对 ７５ ～ ３ １ ．９ ｍ ） ８６ ３ ￣ 。 １２ ３ Ｓ 热 电偶 逆 函 数 在 不 同 温 区的 系 数 ．． 型
OPC重点知识总结
1、OPC的基本原理定义:OPC是用于过程控制的OLE(OLE for Process Control)的首字母缩写词，在今天已经理所然地被自动化组件的制造商逐步发展成一个事实上的新技术标准。
而所谓OLE(Object linking and embedding)含义是对象链接及嵌入，用于过程控制。
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 规范定义了一个工业标准接口，这个标准使得 COM 技术适用于过程控制和制造自动化等应用领域。
COM技术简述：*所谓COM并不是一种计算机语言，与运行的机器、机器的操作系统(只要支持COM)以及软件开发语言均无关，是任意的两个软件组件之间都可以相互通信的二进制和网络的标准。
*COM服务器是根据COM客户的要求提供COM的服务的执行可能的程序，可以作为Win32服务器上可执行的文件发布。
*COM客户程序和COM服务器可以用完全不同的语言开发。
这样使利用C++，Visual Basic，以及Excel中作为宏使用的应用程序的Visual Basic等不同语言所开发的程序可以相互连接。
*COM组件可以以二进制的形式发布给用户。
*与过去DLL(动态链数据库)的版本管理非常困难的问题相比，COM技术可以提供不同版本的COM服务器和COM客户程序之间的最大的兼容性。
*作为COM技术扩展的分布式COM(Distributed Component Object Model，DCOM)技术，更可以使COM组件分布在不同的计算机上，并通过网络互相连接并互相交换数据。
所以对于COM客户程序来说，同样像连接本地计算机上的COM服务器一样，去连接远程计算机上的COM服务器，当然通信的速度不太一样，但是重要的是不必对服务器程序进行修正就可以在网络上自由构成利用COM和DCOM(分布式COM)达成的组件的互相连接。
COM技术及OPC技术
❖
❖
virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE Cancel(
❖
/* [in] */ DWORD dwTransactionID) = 0;
❖
❖
};
OPC与COM间关系
❖ OPC（OLE for process control）是建立在微软 公司OLE/COM技术基础上。
❖ COM技术的出现为简单地实现控制设备和控制管 理系统之间的数据交换提供了技术基础。但如果 不提供一个工业标准化的COM接口，各个控制设 备厂家开发的COM组件之间的相互连接仍然是不 可能的。
❖ // 像上面一样创建COM对象，然后， ❖ if ( SUCCEEDED ( hr ) ) ❖{ ❖ //通知COM对象不再使用它 ❖ m_IOPCServer ->Release(); ❖} ❖ 应用程序对COM库进行初始化之后，可以调用COM库提供的各种服务，
在调用过程中必然要消耗COM库管理的资源。因此，COM程序在完成 COM库服务之后，通常在程序退出之前，终止COM库服务函数，以便 释放COM库所维护的资源。COM库的终止函数为： ❖ void CoUninitialize(void); ❖ 凡是调用CoInitialize函数返回S_OK的进程或者程序模块，都一定要调 用对应的CoUninitialize函数以保证COM库资源的有效利用。
接口的定义、结构与分类
❖ COM对于接口的定义和接口的实现作了严格的区分。通过 下面的IUnknown接口可以知道，在接口中只有接口方法的 描述，而没有实现。
❖ COM接口的名字以字母I打头。其中IUnknown接口最重要， 因为所有其它接口都是从IUnknown接口直接或间接继承而 来的。
opc规范
opc技术规范是以microsoft的ole/com技术为基础，定义了一组接口规范。
它包括opc自动化接口（automation interface）和opc定制接口（custom interface）。
另外，opc技术规范定义的是opc服务器程序和客户机程序进行通讯的接口或通讯的方法。
1 opc对象与接口：opc服务器对象提供了对数据源进行存取（读/写）或通讯的方法，而数据源可以是现场的i/o设备，也可以是其它的应用程序。
通过接口，opc客户应用程序可以同时连到由一个或多个厂商提供的opc服务器上。
如图1所示。
opc服务器封装了与i/o控制设备进行通讯和访问数据的类型与名字及进行设备操作的代码。
2 opc数据存取（data access）规范：总体来说，opc数据存取规范包含几个对象：服务器对象（server object）、组对象（group object）、项对象（item object）。
opc服务器对象维护着服务器的信息，同时也是opc组对象的包容器。
opc组对象维护着它自己的信息并提供包容opc项的机制，同时管理opc项。
opc组提供客户应用程序组织数据的机制，例如：一个组可以包含一个显示面板所有数据的项，并可对数据进行读写。
在一些特殊情况下，还可以在组里建立客户应用程序与项的连接，并可以根据需要禁止或允许这种连接。
opc客户应用程序还可以修改opc服务器向opc 客户应用程序提交数据变化的刷新数率。
opc组有两种类型：公共组（public）和局部组（local or private）。
公共组可以为多个客户程序共享，而局部组只为某一个客户程序所有。
在每个组里，客户程序可以定义多个opc 项。
如图2所示。
opc项代表了与服务器里数据源的连接。
从定制接口（custom interface）角度来看，一个opc 项不能被opc客户程序作为一个对象来进行操作，因此，在opc项中没有定义外部接口。
OPC-UA规范
1。
OPC UA规范组成OPC统一体系架构规范由十一部分组成.各部分规范概要介绍如下：第一部分——概念这部分规范描述了关于OPC UA 服务器和客户端的基本概念。
第二部分——安全模型这部分规范描述了用于OPC UA客户端和OPC UA服务器之间安全交互的模型。
第三部分——地址空间模型这部分规范描述了服务器地址空间的内容和结构。
第四部分——服务这部分规范指定了OPC UA服务器提供的所有服务。
第五部分—-信息模型详细说明了为OPC UA服务器定义的标准数据类型和它们之间的关系。
第六部分——映射这部分规范详细说明了OPC UA支持的传输映射和数据编码机制。
第七部分——协议这部分规范详细说明了可用于OPC客户端和服务器的协议。
这些协议提供了可用于一致性标准的服务和功能。
服务器和客户端可依靠这些协议来进行测试。
第八部分-—数据访问详细说明了如何使用OPC UA进行数据访问。
第九部分——报警与事件详细说明了使用OPC UA对报警与条件通道的支持。
基本的系统包括对简单事件的支持；这部分规范拓展了对报警与事件的支持.第十部分——程序详细说明了OPC UA对程序访问的支持.第十一部分-—历史数据访问详细说明了使用OPC UA对历史信息的访问。
访问包括对历史数据和历史事件的访问。
2。
OPC UA规范总貌2。
1 介绍OPC统一体系结构是一个不依赖任何平台的标准,借助此标准各种各样的系统和设备能在不同的网络中以C/S的模式进行通信。
OPC统一体系结构通过确认客户端和服务器的身份和自动抵御攻击来支持稳定的、安全的通信。
OPC UA定义了一系列服务器所能提供的服务，特定的服务器需要向客户端详细说明它们所支持的服务。
信息通过使用标准的和宿主程序定义的数据类型进行表达。
服务器定义客户端可识别的对象模型。
服务器可以提供查看实时数据和历史数据的接口,并且由报警和事件组件来通知客户端重要的变量或事件变化。
OPC UA可以被映射到一种通信协议上并且数据可以以不同的形式进行编码来达到传输便捷和高效的目的。
1系统集成-OPC技术1
Honeywell PHD
Triconex OPC 服务器 Modbus OPC 服务器 Excel OPC 服务器
Wonderware InTouch
Bentley Nevada DM2000
Microsoft Excel
以太网
所有OPC 服务器和其它软件 都可装于一台PC机进行操作
OPC数据对象访问模型
名称 对象名
说明
OPC服务器
OPCServer
必须生成opcserver。其自动包含一个opc组集合 以及opc浏览器对象
OPC组集合 OPCGroups OPC服务器中添加的所有OPC组的集合
OPC组
OPCGroup
OPC组对象是用于组的状态管理以及利用项集 合为单位的数据访问。
Honeywell PHD
Triconex OPC 服务器 Modbus OPC 服务器 Excel OPC 服务器
Wonderware InTouch
Bentley Nevada DM2000
Microsoft Excel
以太网
3 Triconex Tricon 3 Bentley Nevada
4 Triconex Tricon
通用集成模式
基于OPC技术的组件化集成模式
OPC基础知识
产品 X
所有数据分析工具必须都 来自该供应商
无线通讯
串口通讯
Scale
UNIX
以太网 Windows
数据库
RTU
DCS
PLC
分析仪
OPC基础知识 统一的技术平台
Scale
无线通讯 UNIXห้องสมุดไป่ตู้
以太网
OPC服务器配置
WinCC OPC服务器配置1. OPC操作引言WinCC OPC服务器和OPC客户机之时的数据交换通过DCOM进行。
安装WinCC后，WinCC OPC服务器的DCOM设置正确。
如下情况设置必须改变：" 如果登记到OPC客户机或服务器计算机的用户没有管理员员限" 如果用不同于OPC客户机的帐号登记OPC服务器。
注意下列说明描述了授员OPC服务器的完整版本，没有考虑安全性需求。
这些设置允许通过OPC进行连接。
建议这些设置由网络管理员完成。
组组DCOM需要Windows 2000或Windows XP 网络技术的基础知识。
关于DCOM和许可的附加信息可以参见Windows 2000或Windows XP文档。
2、改变DCOM 设置引言安装WinCC后，WinCC OPC服务器的DCOM设置正确。
如下情况设置必须改变：" 如果登记OPC客户机或服务器计算机的用户没有管理员员限" 如果用不同于OPC客户机的帐号登记OPC服务器注意下列说明描述了授员OPC服务器的完整版本，没有考虑安全性需求。
这些设置允许通过OPC进行连接。
建议这些设置由网络管理员完成。
组组DCOM需要Windows 2000和Windows XP 网络技术的基础知识。
关于DCOM和许可的附加信息可以参见Windows 2000和Windows XP文档。
2.1 改变Windows 2000的DCOM 设置先决条件在OPC客户机计算机的用户管理器中，创建WinCC OPC服务器用于运行的用户帐号。
反过来，在OPC服务器计算机上建立客户机的用户帐号。
62 在线帮助的发行版步骤从开始菜单中选选“运行...”并输入“dcomcnfg.exe”。
显示“分布式COM组组属性”对对框。
2 选选“该用程序”标标并在列表中定位“OPCServer.WinCC”。
如果是WinCC OPC HDA服务器，必须使用条目“OPCHDAServers.WinCC”。
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
OPC技术OPC全称是OLE for Process Control，它的出现为基于Windows 的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。
在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。
由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。
通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。
在这种情况下，OPC标准应运而生。
OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。
COM（部件对象模块）是Component Object Model的缩写，是所有OLE机制的基础。
COM是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。
这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的。
例如，用户可以使用C++语言创建一个Windows对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可以访问该对象提供的各种功能，用户可以使用Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk或其它语言编写对象访问程序。
在Windows NT4.0操作系统下，COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上，COM的这个扩展被称为DCOM（Distributed COM）。
ActiveX是Microsoft提出的一组使用COM（Component Object Model，部件对象模块）使得软件部件在网络环境中进行交互的技术。
它与具体的编程语言无关。
ActiveX是从OLE发展而来的,实际上,ActvieX对象基本上就是OLE对象，增加了使它们在WWW上工作的功能。
OPC使用说明
合同编号: 640T001-20030920-402苏盛热电有限公司2×130T/H循环流化床锅炉＋2×25MW汽轮机组ECS-100 DCS系统OPC 使用说明编制：宋超超审核：蔡渊浙江中控技术股份有限公司2004年7月目录一.国际标准OPC服务器技术概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄-┄┄第3页1.OPC技术简介┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄-┄第3页2.OPC技术优点┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄----┄┄第3页二.Advantrol-Pro系统软件OPC┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄第4页1. Advantrol系统软件OPC服务器功能┄┄┄┄┄┄┄┄┄-┄第4页2.Advantrol-Pro系统软件OPC服务器使用说明┄┄┄┄┄┄第5页三.服务器端DCOM配置┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄-┄第6页四.应用说明┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄-第12页1电气系统站与PIMS站数据传送DCOM配置┄┄┄┄┄┄┄-第12页2.电气系统站与PIMS站数据传送通讯检查方法┄┄┄┄┄-第12页3.电气系统站与五防模拟屏数据传送通讯检查方法┄┄┄-第12页五.注意事项┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄-第13页一. 国际标准OPC服务器技术概述1.OPC技术简介OPC（OLE for Process Control）是一项面向工业过程控制的数据交换软件技术，是从微软的OLE技术发展而来，提供了一种在数据源与客户端之间进行实时数据传输的通讯机制。
它将访问现场设备的开发任务作为标准接口以服务器形式透明地提供给用户（工控软件开发人员），使得用户可从底层的通信模块中解放出来，而专注于工控软件功能的实现。
OPC是一个与厂商无关的软件数据交换标准接口和规程。
它主要解决过程控制系统与其数据源的数据交换问题，可以在各应用之间提供一种透明的数据访问。
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OP（标准是由提供工业制造软件的五家公司所组成的OP（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。
OP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OP数据访问标准版本1.0，开始了全球范围的活动。
现在的OPCS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OP协会（OPC-J。
几乎与此同时欧洲OP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OP促进会（OPC-C。
OPC S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。
工业控制技术的技术规范和标准解读
工业控制技术的技术规范和标准解读随着工业控制技术的不断发展，为了确保各种工业控制系统的安全、可靠和互操作性，各个国家和组织都制定了相关的技术规范和标准。
这些规范和标准对于工业控制技术的应用具有重要的指导作用。
本文将对工业控制技术的技术规范和标准进行解读，以帮助读者更好地理解和应用这些规范和标准。
一、技术规范的概念和作用技术规范是指为了保证某类技术产品、工艺或服务质量，制定的具有强制性要求的文件。
它可以规定技术参数、设计要求、检测方法、试验规程等内容。
技术规范的制定往往是由国家、行业或组织来负责，通过法律或协议等形式推行实施。
技术规范对于工业控制技术的应用来说具有以下作用：1. 确保技术安全：技术规范中的安全要求可以有效防范和减少事故发生。
2. 提高技术质量：技术规范的制定可以规范产品的设计、生产和检测，保证产品质量稳定。
3. 促进技术进步：技术规范的不断修订与完善可以推动技术的创新与进步。
4. 促进国际贸易：技术规范的制定可以消除技术壁垒，促进国际贸易的发展。
二、工业控制技术的主要技术规范和标准工业控制技术的技术规范和标准众多，包括国家标准、行业标准、国际标准等。
以下是几个重要的例子：1. ISA-88 (S88) 标准：该标准是国际工业自动化协会制定的，主要用于对批处理过程的控制。
它规定了批处理系统的架构、数据模型、控制模型等内容，使批处理过程的自动化实现更加标准化和可靠。
2. IEC 61131 标准：该标准是国际电工委员会制定的，主要用于对工业自动化系统中的可编程控制器（PLC）的编程语言进行规范。
它定义了几种标准化的编程语言，如梯形图（Ladder Diagram）、功能块图（Function Block Diagram）等，使不同厂家的PLC之间可以实现互操作性。
3. ISO 9001 标准：该标准是国际标准化组织制定的，主要用于对质量管理体系进行认证。
在工业控制技术中，ISO 9001标准可以应用于控制系统的整体质量管理，确保产品和服务符合质量要求。
第10章 组态王与OPC设备的通信
在 King View服务器和WinCC客户端的画面中 ，显示组态变量的数值。King View服务器的液 位发生变化时，随后WinCC客户端的I/O域将显 示变化的值。
3、 组态王网络OPC通讯实例
组态王支持网络OPC功能，组态王与组 态王之间可以通过网络以OPC方式进行 通讯，同样其他OPCclient/OPCserver 也可以通过网络与组态王之间以OPC方 式进行通讯。
OPC规范包括OPC服务器和OPC客户两个 部分，在硬件供应商和软件开发商之间建立了 一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数 据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无 需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件 开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。
OPC规范有以下几种：
OPC Data Access：该规范是最早的OPC规范，它主 要用于从控制设备获取数据提供给其他的OPC客户 端。
在WinCC项目管理器浏览窗口中右键 单击“图形编辑器”，选择“新建画面 ”，在画面上放置一个I/O域，从“智能 对象”对象选项板中选择“I/O域”对象 。
在管理器中选择OPC项，找到组态王OPC服务 器的名称“KingView.View.1”,把I/O域与组态王 中的变量“PID_PV_Value”关联起来，单击“ 确定”按钮关闭对话框并且保存画面。单击图
化接口 OPC自动化包 装器
C++应用程序
OPC定制 接口
OPC Server
服 务 组项 器 对对 对 象象 据缓 冲器
4 、组态王OPC通信的说明
组态王充分利用了OPC服务器的强大性能，提供方便高效的 数据访问能力。在组态王中可以同时挂接任意多个OPC服务器 ，每个OPC服务器都被作为一个外部设备，可以定义、增加或 删除它，如同一个PLC或仪表设备一样。
“工控软件互操作规范OPC技术”讲座——第6讲 OPC服务器在onWorks监控系统中的应用
场智 能节
图 ｌ Ｏ Ｃ服 务 器 在 Ｌ ｎ ｒｓ 控 系统 中 的 应 用 模 式 Ｐ ｏＷｏ 监 ｋ
Ｒ Ｍ 充 当通 信 过 程 中 各 网 络 节 点 信 息 的 接 受 、 送 缓 Ａ 发 冲 区 ， 现 与计 算机 之 间 的数据 传输 。 实 ③ 现 场 智 能 节 点 它们 主要 用 于接 收 和 处 理 传 感 器 来 的 输 入 信 号 、
Ｊ Ｈ 用软件 Ｉ ｌＳＡ Ａ应用软件 ｌ ¨ ＣＤ
控 计 算 机 ， 时 将 计 算 机 的 命 令 和 数 据 转 发 给 现 场 节 同
点 。 智 能 网 络 适 配 器 以 Ｎｅ ｒｌ芯 片 为 核 心 ， 来 加 强 ｕｏ ｌ 用
和 改 善 通 信 节 点 的 管 理 ， 省 占 用 计 算 机 的 时 间 ； 用 节 利
节点 之间 可直 接进 行 点对 点通 信 。
展 ， 得 许 多 测 控 系 统 向 网 络 化 、 布 式 和 互 操 作 性 方 使 分
向 发 展 。 美 国 Ｅ ｈ ｌｎ公 司 推 出 的 Ｌ ｎ ｒｓ就 是 其 中 ｃ ｅｏ ｏ Ｗｏｋ
一
种 低 成 本 、 性 能 的 现 场 总 线 网 络 。 Ｌ ｎ ｒ 将 具 高 ｏＷ操 作 规 范 Ｏ Ｃ技 术 ” 座 Ｐ 讲
马 欣 ， 等
“ 控 软 件 互 操 作 规 范 Ｏ Ｃ技 术 ” 座 工 Ｐ 讲
第 ６讲 ＯＰ 服 务 器 在 Ｌ ｎ ｏ ｋ Ｃ ｏ Ｗ ｒｓ监 控 系 统 中 的 应 用
控 制 执 行 器 操 作 等 ， 现 数 据 采 集 处 理 和 控 制 功 能 实 由于 ＯＰ Ｃ技 术 也 基 于 Ｄ Ｏ 技 术 ， 以 有 效 地 支 ＣＭ 所 持 了 网 络 上分 布 式 应 用 程 序 之 间 的 通 信 。 这 样 可 将 监
opc接口技术说明
OPC接口技术谈英姿tanyz@东南大学自控系工业自动化教研室Assessment Common What is the objective of OPC ?On which technology does OPC rely ?What is an OPC Server ?Which are the main OPC specifications ?What are the components of the OPC DA Automation Interface ?How does an automation platform use the OPC interfaces ?内容提要•概述•OPC基本原理•OPC自定义接口HMI/SCADA HMI/SCADA Data Acquisition 工程部门产品制造测试／质管部门维护部门Windows NT业务部门Internet/EthernetOPCDeviceNetF OUNDATONPROFIBUS EthernetWindows NT OPC数据采集PLC N N N分布式 I/O N N N 数据采集运动控制可视监控Measurement -Pressure -Temp -Flow -Level Valves Positioners PID Control FieldbusSystemFieldPointSystem PLC SystemOPC Client OPC ServerOPC Client OPC ClientOPC Server OPC Server HMI Excel InternetSCADAHMI SCADA N N NN N NN N N为什么需要OPCSoftware DriverSoftwareDriver SoftwareDriverSoftwareDriverDisplay ApplicationTrendApplicationReportApplicationOPC 的解决方案SoftwareDriver Software DriverSoftware Driver Software Driver OPCOPC OPC OPC DisplayApplicationTrend Application Report Application OPC OPC OPC概述•OLE for Process Control(Object linking and embedding)now: Open Process ControlOpeness Productivity and Conectivity •OPC（用于过程控制的OLE）是一个工业标准。
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v 持续更新 v 数据队列
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v 可利用 Internet OPC Seminars
Shenzhen, May 2004
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OPC的优点
v 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。
v DCOM技术定义了MS Windows分布式 环境下软件部件如何交互使用和分享数 据。
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v 基于COM技术 v 灵活-支持多类应用程序 v 高效与可扩展性-支持大型应用程序 v 高性能-支持网络操作 v 易于理解 v 被广泛接受
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议程
v OPC技术特点 v OPC规范
OPC DA - 数据访问 OPC AE - 报警与事件 OPC DX - 数据交换 OPC XML 与 .NET技术 OPC CD - 复杂数据
v OPC 规范的发展及其关系 v OPC 兼容性测试
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ＯＰＣ技术规范
郭文哲
OPC 中国促进委员会
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开放性 ：为编程和服务器提供了一个开放的界面模式
产业性 ：有OPC标准前 :
保守的数据交换
花费高 低效率 有风险
互联性 ：
应 用 X ...
应用 Y
有OPC标准后 ：
客户机及服务器有了相应连接标准 节省了费用 降低了投资风险 有了更多的选择 提高产量力
显示应用
OPC
趋势应用
OPC
PLC
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v 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
v 集合最优秀的 C API功能 v 该标准已被公开，并出版 v OPC基金会是管理此工业标准的组织 v 灵活性 – 接纳所有类型的客户机及服务器 v 高效性 – 优化快速传输数据 v 可以支持所有编程语言
C, C++, VB, Java, HTML, DHTML
OPC DA 3.0 更新
v 增加新的接口 IOPCBrowse IOPCItemDeadbandMgt IOPCItemSamplingMgt IOPCItemIO IOPCServer2
应用软件
X
Y
... 应用软件 X OPC 界面
应用软件 Y
OPC 界面
服务器 A
服务器 B
服务器 C
OPC 服务器 OPC 服务器 OPC 服务器
A
B
C
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DCS
CONTROLLER
PLC
DCS
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CONTROLLER
OPC的技术基础 (1)
v 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)等技术。
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OPC 基本结构
Server （服务器）
OPC DA 的应用架构
v 每个OPC DA服务器是一个独立的对象
v OPC DA服务器提供了到现场数据源的 一个“窗口”
v 数据通过对应的Tag访问 (Tag的定义由 生产商和硬件有关)
v 数据可以周期性轮询或单次读写
OPC DA 客户端
OPC DA 服务器
现场SCADA, DCS, PLC或其他数据源 FIC101, FIC102...
I/O
I/O
I/O
OPC DA
Fieldbus Foundation 系统 HSE H1
I/O
OPC DA
PLC & DCS
I/O
系统
I/O
I/O
I/O
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I/O
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OPC DA能提供那类数据？
v 传感器的实时数据，如温度、压力和流量 v 控制参数，如打开、关闭、运行和停止 v 状态信息
硬件连接状态 软件和子系统的状态
v 总之，OPC DA可以提供任何类型数据
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v DA - Data Access 3.0 v AE - Alarm and Events 1.1 v Batch - Batch Data Access 2.0 v HDA - Historical Data Access 1.2 v DX - Data eXchange 1.0 v XML DA - XML Data Access 1.0 v CD – Complex Data 1.0
OPC DA的适用领域
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
数据监视 子系统
OPC
设备专用的 I/O 控制
底层传感器往往 使用专用接口和协议
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Group （组） Item（项）
Item（项） Group （组）
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OPC DA(数据访问)的特性
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典型的OPC Server设计
OPC的技术基础 (2)
v XML和Web Service。 支持所有平 台分布式环境 下软件部件交 互使用和分享 数据。
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OPC逻辑对象模型
OPC/COM Interfaces
OPCServer
OPCGroOupPCGroOupPCGroup(s)
OOPOPCPCItCIetIemtem(ms()s()s)