OPC接口技术的介绍
《OPC接口技术》课件
OPC A/E
报警和事件接口，支持事件 的实时处理和查询。
OPC D A 接口技术
OPC DA是最常用的OPC接口，其架构清晰、易于使用。使用OPC DA接口，可以快速访问和控制各种自 动化系统，提高生产效率和质量。
1
数据访问过程
OPC客户端发送读取或写入请求给OPC服务端，OPC服务端访问不同的自动化控制系统， 并返回请求的数据。
OPC架构
OPC客户端和服务端分别负责数据读取和写入，数 据的传输由OPC协议完成，保证数据的完整性和安 全性。
OPC接口规范
OPC接口规范定义了如何在不同的计算机系统之间进行通信，并保证数据的完整性和安全性。
OPC DA
数据访问接口，提供实时数 据的读取和写入功能。
OPC HDA
历史数据存储和访问接口， 支持历史数据的查询和分析。
模块化开发等优点，能够提高系统的可
扩展性、灵活性和适应性。
3
高级应用
OPC UA接口在工业物联网、智慧城市、 云服务等领域有广泛的应用前景，能够 实现更加智能、高效、安全的数据通信 和管理。
OPC交互配置
配置OPC接口是一个重要的步骤，影响系统的稳定性和性能。使用OPC配置工具，可以快速、方便地配 置OPC接口。
2
D A 架构特点
OPC DA接口具有清晰的架构、稳定的性能和良好的互操作性，广泛应用于工业控制、制 造业、能源管理等领域。
3
应用案例
使用OPC DA接口，可以实现生产数据的实时监测和远程控制，提高生产效率和质量，减 少生产成本。
OPC H D A 接口技术
OPC HDA是一个用于历史数据存储和查询的接口，可以帮助企业更好地管理生产数据，优化生产过程。
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。
OPC自动化接口的浅析
OPC自动化接口的浅析未知来源供稿2004-10-8 17:38:00【字体：大中小】1 引言OPC全称是OLE for Process Control，直译为过程控制中的对象连接嵌入技术。
在当今过程控制领域，是一种非常流行的数据交换技术。
其实质上是将微软的Activex(控件)技术应用于过程控制领域。
也就是说在过程控制系统中，硬件服务商或软件提供者提供的数据源，在设计数据接口方面就采用了微软的OLE技术，并提供相应的控件、动态链接库，即支持OPC接口技术;当监控系统需要与数据源进行数据交换时，其开发的基于Windows的应用程序仅需将数据源提供的控件引入或者遵循OLE技术，就可以与数据源进行通讯，而无需开发数据源硬件驱动或与服务商软件通讯接口，大大地节省了开发费用，使应用程序和现场过程控制建立了桥梁，相互之间进行数据交换更加方便、灵活。
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);自定义接口(Custom interface), 如图1所示。
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Visual Basic、DelphiPowerBuilder等编程语言开发OPC服务器的客户应用。
而自定义接口是专门为C++等高级编程语言而制定的标准接口。
图1 OPC的两种通用接口方式OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，给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。
2 OPC服务器数据访问过程OPC数据访问提供从数据源读取和写入特定数据的手段，一个OPC对象具有一个作为子对象的OPC组集合对象(OPCGROUPS)。
在这个OPC组集合对象里可以添加多个的OPC 组。
每个组对象都具有一个作为子对象的OPC标签集合对象(OPCITEMS)在这个OPC标签集合对象里可以添加多个OPC对象。
OPC接口技术在工业自动化系统中的应用
OPC接口技术在工业自动化系统中的应用摘要：随着科学技术的不断发展和普及，目前自动化技术已经得到了广泛的应用。
在自动化系统中，OPC接口技术是系统技术体系中的一个重要组成成分。
对这项技s术的合理应用，能够保证自动化系统的运行质量。
本文即将针对OPC接口技术在工业自动化系统中的应用进行简要的论述，希望能够通过讨论得出值得参考的意见，以促进我国工业建设中自动化技术的发展和推进。
关键词：OPC接口技术，工业自动化；实际应用1 OPC接口技术的概述OPC是运用于自动化控制领域中一项接口技术。
它是由世界范围内各个领先的软硬件供应商和自动化公司合作研发的一项工业标准和技术规范。
OPC最大的特点就是它包含一整套的接口，对象属性以及数据集成方法，这给用户在实际的工业自动化控制中带来了很大的便利。
OPC作为一种同时具备安全性，可靠性，高效性，方便性以及可操性的设备驱动程序，其标准是以Microsoft公司的OLE 技术作为指导基础的。
OPC标准的确立是通过支持一套标准的OLE/COM接口实现的，其中的OLE标准则可以支持不同计算机之间图像和文档的交换需求。
OPC 标准制定的原理也是和OLE/COM技术紧密相关的。
因为该项技术对各类不同软件之间的数据交换和数据分享进行了相关定义，因而能够让OPC为使用不同软件和不同设备之间的相互通讯提供通用的接口。
2 OPC接口技术的特点及优势掌握OPC接口技术的显著特点可以使其在工业自动化系统中得到更加合理与高效地应用。
OPC接口技术有以下几个特点及优势。
采用标准的Windows体系接口，硬件制造商为其设备提供的接口程序的数量减少到一个，软件制造商也仅需要开发一套通讯接口程序。
即有利于软硬件开发商，更有利于最终用户。
OPC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。
OPC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，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从底层的开发中脱离出来。
OPC技术介绍
OPC技术介绍OPC（OLE for Process Control）是一种应用于自动化领域的通信技术，它允许不同的硬件和软件系统之间进行实时的数据交换和通信。
OPC技术的引入大大简化了自动化系统中的数据传输和集成问题，提高了系统的可靠性和性能。
OPC技术的基本原理是通过使用标准化的接口和协议来实现数据通信。
它建立在微软的OLE（Object Linking and Embedding）技术之上，利用了OLE的功能来连接各种自动化设备和软件系统。
OPC技术的核心是OPC服务器，它可以连接到各种设备（如PLC、DCS、传感器等），并提供统一的接口和协议来进行数据交换。
1.开放性：OPC技术采用了开放的标准接口和协议，可以与各种不同的设备和系统进行通信。
这使得不同厂商的设备和软件可以轻松地进行集成和交互。
2.可靠性：OPC技术使用了高效的通信协议，可以实现实时的数据传输和通信。
它还提供了数据质量检查和错误处理机制，确保数据的可靠性和一致性。
3.灵活性：OPC技术提供了灵活的配置和管理功能，可以根据不同的应用需求进行定制和扩展。
它支持不同的数据类型和通信方式，可以适应不同的工业环境和设备要求。
4.易用性：OPC技术提供了友好的用户界面和操作接口，使得用户可以方便地进行配置和管理。
它还提供了丰富的工具和函数库，支持开发人员进行应用程序的开发和测试。
OPC技术的应用领域非常广泛，包括工业自动化、能源管理、建筑自动化、物联网等。
在工业自动化领域，OPC技术可以用于实时监控和控制系统，实现设备之间的数据交换和协调。
它还可以与其他系统（如MES、ERP等）进行集成，实现生产过程的优化和管理。
在能源管理领域，OPC 技术可以用于实时监测和控制能源消耗，提高能效和减少排放。
在建筑自动化领域，OPC技术可以用于楼宇管理系统，实现设备的自动控制和状态监测。
在物联网领域，OPC技术可以用于设备的远程监控和管理，实现实时的数据采集和分析。
OPC详解
OPC详解名词解释OPC——OLE for Process Contrl，微软公司对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用，是一系列接口、方法和属性的标准集。
它基于OLE、COM、DCOM技术、XML，采用客户端/服务器（Client/Server）结构，将通讯协议与设备/应用隔离的技术。
微软的OLE、COM定义了各种不同的软件如何交互使用和分享数据，从而使得OPC能够提供通用的接口规范，用于各种过程控制设备之间的通讯，不论过程中采用何种应用软件和硬件设备。
OLE——Object Linking & Embeding，对象链接与嵌入，也就是现在的微软的ActiveX。
传统技术与OPC技术传统的过程控制系统是一对一的系统，任何一种HMI等上位监控软件或其它应用软件，在使用某种硬件设备时都需要开发专用的驱动程序。
系统构建完成后的最终结果是：1种软件要使用N类硬件设备需要开发N个驱动程序；M类软件要使用N类硬件设备需要开发M*N个驱动程序；每增加1个新的应用软件需要另外开发N个硬件设备的驱动程序；每增加1个新的硬件设备需要为M个软件开发新的设备驱动程序。
基于OPC技术的过程控制系统结构基于OPC技术的过程控制系统则可以完美地解决传统方式种的上述问题。
任何一种设备只需要提供一种驱动就可以供任何软件系统使用，系统构建完成后的最终结果是：M类软件要使用N类硬件设备只需要开发N个驱动。
每增加1个新的应用软件不需要另外开发硬件设备的驱动程序；每增加1个新的硬件设备只需要为开发1个新设备的驱动程序； OPC服务器所兼容的设备分类硬件设备：DCS，PLC，扫描仪，电子设备…应用软件：HMI，历史数据库，震动检测器…通讯协议：DDE，Modbus，ODBC，GenCS…操作系统：Windows，UNIX，VMS，Macintosh，嵌入式OS…即OPC服务器可以从上面任何一种形式的数据产生实体中读取数据。
这个实体可以是霍尼韦尔PHD的Application，也可以是Modbus 的通讯协议，还可以是一种PLC，也就是一种Device（硬件设备），或者是一种Platform。
OPC 简介及应用
OPC 概念在OPC之前，需要花费很多时间使用软件应用程序控制不同供应商的硬件。
存在多种不同的系统和协议；用户必须为每一家供应商和每一种协议订购特殊的软件，才能存取具体的接口和驱动程序。
因此，用户程序取决于供应商、协议或系统。
而OPC具有统一和非专有的软件接口，在自动化工程中具有强大的数据交换功能。
OPC （OLE for Process Control）是嵌入式过程控制标准，规范以OLE/DCOM为技术基础，是用于服务器/客户机连接的统一而开放的接口标准和技术规范。
OLE是微软为Windows系统、应用程序间的数据交换而开发的技术，是Object Linking and Embedding的缩写。
OPC从数据来源提供数据并以标准方式将数据传输至任何客户机应用程序的机制。
供应商现在能够开发一种可重新使用、高度优化的服务器，与数据来源通信，并保持从数据来源/设备有效地存取数据的机制。
为服务器提供OPC接口允许任何客户机存取设备。
OPC将数据来源提供的数据以标准方式传输至任何客户机应用程序。
OPC（用于进程控制的OLE）是一种开放式系统接口标准，可允许在自动化/PLC应用、现场设备和基于PC的应用程序（例如HMI或办公室应用程序）之间进行简单的标准化数据交换。
定义工业环境中各种不同应用程序的信息交换，它工作于应用程序的下方。
您可以在PC机上监控、调用和处理可编程控制器的数据和事件。
服务器与客户机的概念OPC数据项是OPC服务器与数据来源的连接，所有与OPC数据项的读写存取均通过包含OPC项目的OPC群组目标进行。
同一个OPC项目可包含在几个群组中。
当某个变量被查询时，对应的数值会从最新进程数据中获取并被返回，这些数值可以是传感器、控制参数、状态信息或网络连接状态的数值。
OPC的结构由3类对象组成：服务器、组和数据项。
OPC服务器：提供数据的OPC元件被称为OPC服务器。
OPC服务器向下对设备数据进行采集，向上与OPC客户应用程序通信完成数据交换。
OPC技术概览
OPC技术概览引言控制系统之间，控制系统和标准网络之间的数据通讯是管控一体化的一个最基本要求，但问题的一个关键是接口的不标准限制了这些设备之间的互联。
专用系统之间不能相互通信是相当普遍的，由于应用程序提供者仅提供了有限的连接性，因而大大缩小了过程和工业制造厂商对硬件和软件的选择范围。
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。
在今天的市场上，所有过程控制系统和信息系统有其专用的技术和接口以及API（应用程序接口），目的在于存取所包含的信息。
实现不同系统之间的集成以及长期维护和支持集成环境等所需要的费用是昂贵的。
尽管可以编写定制的驱动程序和接口程序，但因为上千个不同类型的控制设备和软件包需要互相通信，使得程序的种类迅速增长。
驱动程序数量的激增加深了解决已存在问题的困难程度。
如不同设备供应商的驱动程序之间的不一致、硬件性能不能得到广泛支持、驱动程序不能适应升级后的硬件以及发生存取冲突。
在最后一种情况下，两个应用系统因为使用相互独立的驱动程序，因而通常不能同时访问同样的设备。
更糟糕的情况可能是，驱动程序不适用于特定设备的应用程序或内部应用程序的组合，这就限制了最终用户的选择迫使他们不得不编写自己的驱动程序（以及调试）。
对于开发典型监控程序软件的技术人员来说，有20%-30%的时间是用于编写通讯驱动程序。
每次，一个供应商需要将一个新的监控器投入市场销售时，所有的软件开发人员就不得不重新编写一个新的驱动程序。
应用软件的提供者花费太多的资金开发和维护专用接口，这不仅增加了用户的负担，而且在实际上并不能真正解决不同系统的互操作性。
在某种意义上，用户被他们的软件的提供者所控制。
问题的解决方案是，给出一个标准，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的连接和通信。
有了这样一个标准，使得系统和设备之间，包括从车间级到MIS（管理信息系统）和更远距离，完全无缝地、真正的开放和方便的进行企业级通信成为可能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
checking with the browser that these items exist in this server
next group
add item array to the group activate and subscribe group
初始化
myDummyServer.GetOPCServers myServer = new OPCServer myServer.Connect Set myBrowser = myServer.Browser Set myGroups = myServer.Groups Set myGroup1 = myGroups.Add Set MyItems = MyGroup1.OPCItems FQItems1[1] = "Device1.Temp1" ClientHandle1[1] = 101 ReDim ServerHandle1(nrItems) ReDim ServerErrors1(nrItems) ReDim Value1(nrItems) myGroup1.AddItems myGroup1.IsActive myGroup1.IsSubscribed
OPCServer OPCGroups (collection)
OPCGroup OPCGroup
OPCItems (collection) OPCIte OPCItem m OPCItem OPCBrowser
OPC DA 初始化连接
find out existing OPC servers create an OPCServer object connect to that OPC server create an OPCBrowser object create an OPCGroups object create an OPCGroup object build array of items
EnumOPC对象属性条目
IUnknown
IEnumOPCItemAttributes
EnumOPCItemAttributes 对象
OPC客户与OPC服务器
C++客户应用
自定义接口 自动化接口
OPC 服务器
OPC接口 物理接口
SCADA系统
硬件设备
物理接口 硬件设备
VB客户应用
自定义接口与自动化接口
能够发挥OPC服务器的最佳性能，采用C ＋＋语言的客户一般采用定制接口方案； • 自动化接口使解释性语言和宏语言访问 OPC服务器成为可能，采用VB等语言的 客户一般采用自动化接口
OPC DA 接口标准
• 数据访问方式
• DA功能实现过程
• DA的对象与接口
数据访问方式
• DA 的同步读取 • DA的异步读取 • DA的数据更新
"Automation" client (Visual Basic, Excel,…) OPC Automation wrapper
"Custom" client (C++,….)
custom interface server
custom interface server
自定义接口与自动化接口
• 自定义接口效率高，通过该接口，客户
• DA的数据订阅
• DA的同步写入 • DA的异步写入
DA 的同步读取
synchronous
client myGroup.SynchRead() server Call Reply
DA的异步读取
client myGroup.AsyncRead()
Call
server
Reply
myGroup_AsyncReadComplete()
Notify
myGroup_DataChange() myGroup.Refresh() Notify myGroup_DataChange()
数据源:cache/device
"SynchRead" reads the data either from cache (local to the PC) or reads synchronous from the device. "Write" is always to device (DA 3.0 allows write to cache) server samples items (at the RequestedUpdateRate) and puts them into cache
标准OPC服务器对象
必需的接口定义
• OPC服务器必需的接口有 Iunknown IOPCServer IOPCCommer IConnectionPointContainer
组(OPC Group)
• 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 Group级别管理被称为 OPC Item的各个过程变量。 IOPCItemMgt接口提供将项加入组或 从组中删除项的方法（“AddItem”， “RemoveItem”）。 IOPCGroupStateMgt接口的方法用于 处理组专用的参数或复制组。
OPC项对象
IUnknown
IOPCItemDisp
OPC Item 对象
OPC 的过程数据构造
• OPC项代表了与服务器中的数据的连接。
客户程序对OPC项的操作都是通过包容 此项的OPC组来进行的，而不是直接把 OPC项作为一个对象来操作。每个OPC 项都有值(Value)。品质(Quality)和时 间戳(Time Stamp)三个属性。
• 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 • 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
• OPC批处理规范 • OPC安全性规范 • OPC XML规范
对象及接口概述
no need for “device access” when fieldbus operates cyclically…
device FB agent
DA功能实现过程
1. OPC DA客户连接到DA服务器，建立
OPC Group和OPC Item； 2. 通过Group 和Item进行数据访问； 3. 处理完毕，关闭连接。
标准OPC组对象
项(OPC Item)
• OPC Item存储具体Item 的定义、数据
值、状态值等信息。OPC Item级别的 一个对象代表与一个过程变量的连接。 该对象的唯一接口是OPCItemDisp。关 于OPC Item的信息可以在属性表中找 到，例如数值（“Value”）属性或存取 路径（“AccessPath”）属性。
OPC DA对象的层次模型
Description An instance of an OPC Server. You must create an OPCServer object before you can get references to other objects. It contains the OPCGroups Collection and creates OPCBrowser objects. A collection containing all of the OPCGroup objects this client has created within the scope of the OPCServer that the Automation Application has connected to via OPCServer.Connect() An instance of an OPCGroup object. this object maintains state information and provides the mechanism to access data for the OPCItems Collection object that the OPCGroup object references. A collection containing all of the OPCItem objects this client has created within the scope of the OPCServer, and corresponding OPCGroup object that the Automation Application has created. An automation object that maintains the item’s definition, current value, status information, last update time. Note the Custom Interface does not provide a separate Item Object. An object that browses item names in the server’s configuration. There exists only one instance of an OPCBrowser object per instance of an OPC Server object.