OPC的工业标准
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。
博图V17-PLC1500系列作为OPC-UA服务器说明
PLC端作为OPC-UA服务器设置说明一、背景（1）统一标准：工业 4.0 是指在企业层级对 IT 系统中的大量生产数据进行统一应用、评估和分析。
借助工业 4.0，生产与企业层级间的数据交换正在迅速增长。
但为确保成功执行，信息与数据交换应采用统一的标准。
（2）OPC-UA：标准 OPC 仅支持 Windows 操作系统。
为了应对这一限制条件，OPC Foundation 研发出了 OPC UA（OPC 统一架构）标准。
由于 OPC UA 标准独立于特定的操作系统，并采用安全传送机制和数据语义描述，因此尤其适合于跨层级的数据交换。
机器数据（受控变量，测量值或参数）也可采用这种方式传输。
这一概念比较重要的一点是允许同时进行 OPC UA 通信和实时通信，从而实现对时间要求严格的机器级数据传送。
OPC UA 具有极高的可扩展性，因此可以在传感器、控制器和 MES 或 ERP 系统之间实现一致的信息交换。
OPC UA 不仅可进行数据传递，而且还可传递与数据有关的信息（数据类型），因此可对该数据进行机器解析访问。
（3）编程方式：新版编程方式 DB 块大都选用优化存储方式，此种方式会导致很多绝对寻址的通讯协议不能直接访问优化的 DB 块，而 OPC-UA 协议支持符号寻址，可以减少工作流程，提高数据存储利用率。
二、部署（本版教程软件为博图V17，硬件为“CPU 1518F-4 PN/DP”，订货号为“6ES7 518-4FP00-0AB0”，固件版本为“V2.5”，不同固件版本会导致页面不同，按实际为准。
）（1）在硬件组态PLC属性界面激活OPC UA服务器前打勾以启用OPC UA服务器：（2）服务器参数设置：端口：默认4840最大会话超时时间：此时间需要根据通讯的数据总量及通信负载框中通新产生的循环负载动态设置。
经测试得出结论，当OPC UA客户端订阅数量增大且单次订阅量不变时，会增加客户端与服务器的单次会话时间，超时会报错导致客户端无法订阅大批量数据。
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。
基于OPC技术的工业通讯应用
基于OPC技术的工业通讯应用
OPC技术是一种基于开放标准的工业通信技术，它为工业企业提供了一种高效可靠的
数据传输方法，实现了多种系统间的数据交互。
该技术应用于各种行业及领域，包括制造业、化工、电力、水处理、交通等。
OPC技术的特点是开放性，它允许厂商使用不同的软件和硬件设备，并将其进行相互
连接，以实现平滑高效的数据交互。
同时，OPC技术还具有通用性、灵活性、互操作性、
透明性等特点，在工业生产中具有广泛的应用前景。
在制造业领域，OPC技术可以实现制造过程中的数据采集和控制，包括生产计划、物
料清单、加工状态、质量检测等信息，实现了工业自动化化的生产。
在化工行业中，OPC技术可以实现精确的数据采集，监测与控制，有效防止了生产过
程中的安全事故和质量问题。
此外，OPC技术还可以实现工艺参数的实时监控，使过程得
到精确的控制，提高了化工企业的生产效率和质量水平。
在电力行业中，OPC技术可以实现电力系统的监控和控制，并实现数据采集，制定分
析和评估方法以及故障分析等，有效提高了电力企业的安全性、可靠性和可维护性。
同时，OPC技术在水处理和交通领域的应用也具有广泛的应用前景。
在水处理行业中，OPC技术可以实现废水处理设备的自动控制，提高了水处理质量和效率。
在交通领域，OPC 技术可以应用于智能交通系统的监控与控制领域，实现道路交通流量的预测和分析，有效
的提高了交通运营效率。
总之，OPC技术的应用在工业生产中具有广泛的应用前景，其开放性、通用性、透明
性为工业企业提供了高效可靠的数据传输方法，有效提高了工业生产效率和质量水平，对
于现代工业制造具有重要的意义。
智能化系统中的常用接口技术
智能化系统中的常用接口技术1、OPCOPC（ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl）规范是由OPC基金会制定的一个工业标准，它规范了过程控制和自动化软件与工业现场设备之间的接口。
OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户端/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准。
采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发统一的OPC接口程序，而软件开发者可免除开发驱动程序的工作，充分发挥自己的特长，把更多的精力投入到其核心产品的开发上。
这样不但可避免开发的重复性，也提高了系统的开放性和可互操作性。
复杂数据规范OPC技术的实现由两部分组成，OPC服务器和OPC客户应用部分。
OPC服务器完成的工作就是收集现场设备的数据信息，然后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。
OPC客户端则通过标准的OPC接口接收数据信息，如下图所示。
▲OPC系统结构示意图由于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。
OPC的作用主要表现在以下几个方面：（1）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，复杂的控制系统往往选用了几家甚至十几家不同公司的控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。
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。
（2）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。
OPC通讯协议介绍
OPC通讯协议介绍协议名称：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标准协议，它提供了一种通用的接口，用于实现不同厂商的设备和软件之间的互操作性。
本协议旨在介绍OPC通讯协议的基本原理、应用场景、通信方式以及相关技术细节。
二、背景在工业自动化系统中，不同的设备和软件往往由不同的厂商提供，它们之间的通信协议存在差异，导致数据交换和系统集成变得困难。
为了解决这一问题，OPC 通讯协议应运而生。
OPC协议通过定义一套标准接口，使得不同厂商的设备和软件能够方便地进行数据交换和系统集成。
三、原理OPC通讯协议基于OLE（Object Linking and Embedding）技术，通过定义一组标准的接口和数据格式，实现了设备和软件之间的互操作性。
OPC协议采用了客户端-服务器的架构模式，其中客户端是指需要获取数据的软件，服务器是指提供数据的设备或软件。
四、应用场景OPC通讯协议广泛应用于工业自动化系统中，包括但不限于以下场景：1. 监控与控制：通过OPC协议，监控系统可以实时获取各个设备的数据，并进行远程控制。
2. 数据采集与存储：通过OPC协议，数据采集系统可以从各个设备中获取数据，并将其存储到数据库中，以便后续分析和处理。
3. 系统集成：通过OPC协议，不同厂商的设备和软件可以方便地进行集成，实现系统的统一管理和控制。
五、通信方式OPC通讯协议支持多种通信方式，包括但不限于以下几种：1. 本地通信：在本地网络中，客户端和服务器可以直接通过共享内存或者本地套接字进行通信，实现高速数据交换。
2. 远程通信：在远程网络中，客户端和服务器可以通过TCP/IP协议进行通信，实现跨网数据交换。
3. 嵌入式通信：在嵌入式系统中，客户端和服务器可以通过串口、CAN总线等方式进行通信，实现设备与控制器之间的数据交换。
六、技术细节1. OPC服务器：OPC服务器是提供数据的设备或软件，它通过实现OPC接口，将数据暴露给客户端。
opcda点位控制值范围
opcda点位控制值范围OPCDA（OLE for Process Control Data Access）是一种用于实现工业自动化系统中数据通信的标准协议。
在工业控制系统中，使用OPCDA点位控制值范围可以对各种设备和参数进行控制和监测。
本文将从不同角度介绍OPCDA点位控制值的范围和应用。
一、OPCDA点位控制值的范围在工业自动化控制系统中，OPCDA点位控制值的范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 温度范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制温度范围，从低温到高温，可以满足不同工业场景的需求。
2. 压力范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制压力范围，涉及到气体、液体、蒸汽等不同介质的压力控制。
3. 流量范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制流体的流量范围，包括液体、气体等不同介质的流量控制。
4. 速度范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制机械设备的运行速度范围，适用于各种旋转设备和传送设备。
5. 电压范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制电压范围，包括直流电压和交流电压的测量和控制。
6. 电流范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制电流范围，涉及到不同电器设备的电流控制。
7. 液位范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制液体的液位范围，适用于各种液体储罐和容器的液位控制。
8. 浓度范围：OPCDA点位控制值可以用于测量和控制溶液的浓度范围，适用于各种液体混合和化学反应的控制。
二、OPCDA点位控制值的应用1. 工业生产：在工业生产中，通过OPCDA点位控制值可以实现对各种工艺设备的控制和监测，提高生产效率和质量。
2. 能源管理：通过OPCDA点位控制值可以实现能源设备的控制和监测，包括电力、水力、风力等能源的管理和优化利用。
3. 环境监测：通过OPCDA点位控制值可以实现对环境参数的监测和控制，包括温度、湿度、气体浓度等参数的监测和调节。
4. 安全监控：通过OPCDA点位控制值可以实现对安全设备和安全参数的监控和控制，提高工业生产的安全性和稳定性。
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。
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OPC(OLE for Process Control, 用于过程控制的OLE)是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。
遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。
基于微软的OLE(现在的Active X)、COM (部件对象模型)和DCOM (分布式部件对象模型)技术。
OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。
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）。
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服务器的形式提供给用户，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。
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）。
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。
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。
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。
1、在控制领域中，系统往往由分散的各子系统构成；并且各子系统往往采用不同厂家的设备和方案。
用户需要，将这些子系统集成，并架构统一的实时监控系统。
2、这样的实时监控系统需要解决分散子系统间的数据共享，各子系统需要统一协调相应控制指令。
3、再考虑到实时监控系统往往需要升级和调整。
4、就需要各子系统具备统一的开放接口。
5、OPC(OLE for Process Control) 规范正是这一思维的产物。
6、OPC 基于Microsoft公司的Distributed interNet Application (DNA) 构架和Component Object Model (COM) 技术的，根据易于扩展性而设计的。
OPC规范定义了一个工业标准接口。
7、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。
8、OPC定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于PC的软件组件能交换数据。
它是基于Windows的OLE——对象链接和嵌入、COM——部件对象模型(Component Object Model)和DCOM——分布式COM(Distributed COM)技术。
因而，OPC为自动化层的典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提供了一个理想的方法。
OPC应用领域
1、工控解决方案用户
2、楼控解决方案用户
3、工控解决方案厂商
4、楼控解决方案厂商
5、工控解决方案集成商
6、楼控解决方案集成商
7、All Automation Fields
OPC是为了连接数据源(OPC服务器)和数据的使用者(OPC应用程序)之间的软件接口标准。
数据源可以是PLC，DCS，条形码读取器等控制设备。
随控制系统构成的不同，作为数据源的OPC服务器即可以是和OPC应用程序在同一台计算机上运行的本地OPC服务器，也可以是在另外的计算机上运行的远程OPC服务器。
OPC接口既可以适用于通过网络把最下层的控制设备的原始数据提供给作为数据的使用者(OPC应用程序)的HMI(硬件监督接口)／SCADA(监督控制与数据采集)，批处理等自动化程序，以至更上层的历史数据库等应用程序，也可以适用于应用程序和物理设备的直接连接。
所以OPC接口是适用于很多系统的具有高厚度柔软性的接口标准。
OPC解决了什么？
OPC诞生以前，硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口并没有统一的标准。
例如，在FA(FactoryAutomation)——工厂自动化领域，连接(Programmable Logic Controller)等控制设备和SCADA ／HMI软件，需要不同的FA网络系统构成。
根据某调查结果，在控制系统软件开发的所需费用中，各种各样机器的应用程序设计占费用的7成，而开发机器设备间的连接接口则占了3成。
此外，在PA(Process Automation)——过程自动化领域，当希望把分布式控制系统(DCS——Distributed Control System)中所有的过程数据传送到生产管理系统时，必须按照各个供应厂商的各个机种开发特定的接口，例如，利用C语言DLL(动态链路数据库)连接的DDE(动态数据交换)服务器或者利用FTP(文件传送协定)的文本等设计应用程序。
如由4种控制设备和与其连接的监视、趋势图以及表报3种应用程序
所构成的系统时，必须花费大量时间去开发分别对应设备A，B，C，D的监视，趋势图以及表报应用程序的接口软件共计要用12种驱动器。
同时由于系统中共存各种各样的驱动器，也使维护运转环境的稳定性和信赖性更加困难。
而OPC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，从而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。
利用OPC的系统，是由按照应用程序(客户程序)的要求提供数据采集服务的OPC服务器，使用OPC服务器所必需的OPC接口，以及接受服务的OPC应用程序所构成。
OPC服务器是按照各个供应厂商的硬件所开发的，使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统的差异，从而实现不依存于硬件的系统构成。
同时利用一种叫做Variant的数据类型，可以不依存于硬件中固有数据类型，按照应用程序的要求提供数据格式。
利用OPC使接口标准化可以不依存于各设备的内部结构及它的供应厂商来选用监视，趋势图以及表报应用程序。
为什么开发自主OPC Server和OPC Gateway？
1、国外原厂商的高价格
2、国外原厂商面对项目的不灵活性
3、国内项目中子系统的多样性难以提供DRIVER
4、自主OPC服务器追求的是稳定、实时、迅速。
5、众多子系统的不规范性
6、总包项目在投标前后可能出现的不一致性
7、价格昂贵的原厂平台服务器软件
8、总包商集成是否投入大量的人力开发
9、平台和子系统的兼容性
10、建立了OPC平台和子系统的互通
11、解决厂商和集成商在项目集成的烦恼
12、解决厂商和集成商分散资源进行二次开发
13、解决项目中子系统厂商的困扰
14、为上下位的数据通讯提供透明的通道。