OPCPPT

OPC技术简 介
OPC服务器 与OPC客户 端软件通信 调试
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OPC
OPC 服务器 与OPC客户 端的远程通 信连接
西门子PLC 的OPC配置
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OPC技术概况及发展 OPC技术OLE机制
OPC访问接口
OPC技术优点
OPC技术应用
1.OPC技术概况及发展
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OPC是Object Linking and Embedding(OLE)for Process Control 的缩写， 微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用，是一个工业标准。 OPC提出了一套统一的标准，采用CLIENT/SERVER模式，针对硬件设备的 驱动程序由硬件厂商或专门的公司完成，提供具有统一OPC接口的SERVER 程序，软件厂商按照OPC标准访问SERVER程序，即可实现与硬件设备的通 信。
制设备或系统集成一个大的系统，但由于缺乏统一的标准，开发商必须对系统的每一种
设备都编写相应的驱动程序，而且，当硬件设备升级、修改时，驱动程序也必须跟随修 改。同时，一个系统中如果运行不同公司的控制软件，也存在着互冲突的风险。 有了OPC后，由于有了统一的接口标准，硬件厂商只需提供一套符合OPC技术的程
或者是FCS（现场总线控制系统），都可以通过OPC快速可靠的彼此交换信息。换句
话说，OPC是整个企业网络的数据接口规范，所以，OPC提升了控制系统的功能， 增强了网络的功能，提高了企业管理的水平。
⑤OPC技术使控制软件能够与硬件分别设计
OPC使控制软件能够与硬件分别设计、生产和发展，并有利于独立的第三方软件供应商产 生与发展，从而形成新的社会分工，有更多的竞争机制，为社会提供更多更好的产品。 OPC作为一项逐渐成型的技术已得到国内外厂商的高度重视，许多公司都在原来产品的基 础上增加了对OPC的支持。由于统一了数据访问的接口，使控制系统进一步走向开放，实现 信息的集成和共享，用户能够得到更多的方便。OPC技术改变了原有的控制系统模式，给国 内系统生产厂商提出了一个发展的机遇和挑战，符合OPC规范的软、硬件也已被广泛应用， 给工业自动化领域带来了勃勃生机。
通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。
OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC
服务的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开 放性和可互操作性。
3.OPC访问接口
OPC服务器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语言环境提供访问 机制。这两种接口是： 自动化接口（Automation interface）：自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定 义的标准接口，可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等编程语言开发OPC服务 器的客户应用。 自定义接口（Custom interface）：自定义接口是专门为C++等高级编程语言而制定
而OPC则通过“软件总线”解决了这 个问题，它提供了一种通用的方法来 访问设备或数据库等数据源。应用程 序只需要知道如何从OPC服务器中读
取数据，而设备驱动器(服务器)只需要
知道如何以单一的方式提供数据即可， 因而使用简单容易。使得过程控制和 工厂自动化的每一系统、每一设备、 每一驱动器都能够自由地连结和通信。 这个标准不但能够应用于单台计算机， 而且可以支持网络上分布式应用程序 之间通讯，以及不同平台上应用程序 之间的通讯。
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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
◆ ＯＰＣ标准提供了 一套具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的 即插即
用的设备驱动程序
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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 技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、
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（变量）：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
的标准接口。
OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利，用户不用为 通讯协议的难题而苦恼。任何一家自动化软件解决方案的提供者，如果它不能全方位地支 持OPC，则必将被历史所淘汰。
OPC技术OLE三层接口 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
图形等对象
在传统的过程控制系统中，针对每一类设 备，监控系统中的应用程序都要开发相应
的驱动程序，并且只能通过驱动程序访问
该设备，在缺少任何标准的情况下，设备 供应商不得不各自开发自己专用的硬件和 软件解决方案。 弊端： (1)重复开发和驱动程序的不一致 每个软件开发者必须为每个特定的硬件 开发一个相应的驱动程序。而且各软件 开发者都从自己的需要出发，采用不同 的数据交换协议(如DDE，ODBC等)， 因而造成开发的驱动程序的不一致。。 (２)访问冲突 一般来说，两不同软件包不能同时访问 同一设备，因为它们使用不同的驱动程 序。
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 理设备中获取原始对象的最低层，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。
4.OPC技术优点
在进行新型微机远程系统的研制中，各个计算机以及各个模块的数据交换应该按照 OPC规范进行。这样做有以下好处： ①OPC规范以OLE/DCOM为技术基础，而OLE/DCOM支持TCP/IP等网络协议，因 此可以将各个子系统从物理上分开，分布于网络的不同节点上。 ②OPC按照面向对象的原则，将一个应用程序（OPC服务器）作为一个对象封装起 来，只将接口方法暴露在外面，客户以统一的方式去调用这个方法，从而保证软件对
OPC技术工业领域
OPC技术对工业控制系统的影响及应用是基础性和革命性的，简单地说，它的作用 主要表现在以下几个方面： ①OPC技术解决了设备驱动程序开发中的异构问题 OPC解决了设备驱动程序开发中的异构问题。随着计算机技术的不断发展，用户需 求的不断提高，以DCS（集散控制系统）为主体的工业控制系统功能日趋强大，结构日 益复杂，规模也越来越大，一套工业控制系统往往选用了几家甚至十几家不同公司的控
客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。
③OPC实现了远程调用，使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关，便于系统硬 件配置以及，使得系统的应用范围更广。 ④采用OPC规范，便于系统的组态化，将系统复杂性大大简化，可以大大缩短软件
开发周期，提高软件运行的可靠性和稳定性，便于系统的升级与维护。
4）数据冗余技术
工控软件开发中，冗余技术是一项最为重要的技术，它是系统长期稳定工作的保障
OPC技术的使用可以更加方便的实现软件冗余，而且具有较好的开放性和可互操作性 5）远程数据访问 借助Microsoft的DCOM（分散式组件对象模型）技术，将应用程序所使用的对象可 分布在网络上， OPC实现了高性能的远程数据访问能力，从而使得工业控制软件之间的 数据交换更加方便。
2.OPC技术OLE机制
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应用 软件
对象链接 和嵌入
COM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。
⑤OPC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，从而实现系统的开放性，易于实现与其它系统的接口。
5.OPC技术应用
由于OPC技术的采用，使得可以以更简单的系统结构、更长的寿命、更低的价格解决工业 控制成为可能。同时现场设备与系统的连接也更加简单、灵活、方便。因此OPC技术在国内的 工业控制领域得到了广泛的应用，主要应用领域如下： 1）数据采集技术 OPC技术通常在数据采集软件中广泛应用。现在众多硬件厂商提供的产品均带有标准的 OPC接口，OPC实现了应用程序和工业控制设备之间高效、灵活的数据读写，可以编制符合标
◆ 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
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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）。
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配置环境说明 在STEP 7中组态SIMATIC 300 Station 配置PC站的硬件机架 在STEP 7中组态SIMATIC PC Station
务器，那么当用户要访问时只需按照OPC规范的要求编写OPC客户端程序而无需了解该专有
数据库特定的接口要求。
④OPC技术便于集成不同的数据 OPC便于集成不同的数据，为控制系统向管理系统升级提供了方便。当前控制系 统的趋势之一就是网络化，控制系统内部采用网络技术，控制系统与控制系统之间 也网络连接，组成更大的系统，而且，整个控制系统与企业的管理系统也网络连接 ，控制系统只是整个企业网的一个子网。在实现这样的企业网络过程中，OPC也能 够发挥重要作用。在企业的信息集成，包括现场设备与监控系统之间、监控系统内 部各组件之间、监控系统与企业管理系统之间以及监控系统与Internet之间的信息集 成，OPC作为连接件，按一套标准的COM对象、方法和属性，提供了方便的信息流 通和交换。无论是管理系统还是控制系统，无论是PLC（可编程控制器）还是DCS，
序，软件开发人员也只需编写一个接口，而用户可以方便地进行设备的选型和功能的扩
充，只要它们提供了OPC支持，所有的数据交换都通过OPC接口进行，而不论连接的控 制系统或设备是哪个具体厂商提供。
②OPC技术解决了现场总线系统中异构网段之间数据交换
OPC解决了现场总线系统中异构网段之间数据交换的问题。现场总线系统仍然存在多种 总线并存的局面，因此系统集成和异构控制网段之间的数据交换面临许多困难。有了OPC作 为异构网段集成的中间件，只要每个总线段提供各自的OPC服务器，任一OPC客户端软件都 可以通过一致的OPC接口访问这些OPC服务器，从而获取各个总线段的数据， 并可以很好 地实现异构总线段之间的数据交互。而且，当其中某个总线的协议版本做了升级，也只需对 相对应总线的程序作升级修改。 ③OPC技术可作为访问专有数据库的中间件 OPC可作为访问专有数据库的中间件。实际应用中，许多控制软件都采用专有的实时数 据库或历史数据库，这些数据库由控制软件的开发商自主开发。对这类数据库的访问不像访 问通用数据库那么容易，只能通过调用开发商提供的API函数或其它特殊的方式。然而不同 开发商提供的API函数是不一样的，这就带来和硬件驱动器开发类似的问题：要访问不同监 控软件的专有数据库，必须编写不同的代码，这样显然十分繁琐。采用OPC则能有效解决这 个问题，只要专有数据库的开发商在提供数据库的同时也能提供一个访问该数据库的OPC服
准OPC接口的客户端应用软件完成数据的采集任务。
2）历史数据访问 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。 3）报警和事件处理 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。