• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • OPC - standard komunikacyjny w automatyce przemysłowej

    Przeczytaj także...
    Serwer OPC – oprogramowanie, które udostępnia dane w standardzie OPC dowolnym klientom OPC. Najważniejszym zadaniem serwera jest dbanie, aby dane procesowe były aktualne oraz klienci mieli do nich swobodny dostęp. Serwery OPC oferują elastyczne rozwiązania dostarczające dane procesowe wtedy, kiedy są potrzebne i minimalizujące wykorzystanie szerokości pasma komunikacyjnego (np. algorytm optymalnego przesyłania, algorytm skanowania adaptacyjnego, wielokanałowa transmisja danych, redundancja). Niektóre serwery OPC oferują rozwiązania, w których - dzięki zdefiniowanemu uniwersalnemu interfejsowi - funkcjonalność związaną z realizacją wybranego protokołu można lokować w zewnętrznych, dynamicznie przyłączanych komponentach zwanych DataProvider.OPC Data Access (OPC DA) – standard z grupy standardów komunikacyjnych OPC zawierający specyfikację dostępu do aktualnych (generowanych w czasie rzeczywistym) danych z urządzeń przemysłowych.
    DCOM (ang. Distributed Component Object Model) — interfejs programistyczny realizujący rozproszony obiektowy model składników. Jest opatentowaną technologią firmy Microsoft służącą do budowania składników programowych i zapewniania komunikacji między nimi w małej sieci komputerowej. Skonstruowany został również zestaw bazowy takich składników.

    OLE for process control, OPC jest otwartym standardem komunikacyjnym stosowanym w automatyce przemysłowej i informatycznych systemach wyższych warstw, a mianowicie biznesowej i zarządzania, przedsiębiorstw przemysłowych. Interoperacyjność aplikacji jest zapewniona dzięki utworzeniu i utrzymywaniu specyfikacji otwartych standardów. Utrzymaniem i rozwojem standardu zajmuje się OPC Foundation.

    OPC Unified Architecture (OPC UA) bazuje na ogólnie przyjętych komunikacyjnych protokołach takich jak TCP/IP, HTTP, SOAP, co zapewnia bardzo dużą skalowalność rozwiązań implementowanych w oparciu o tę technologię. OPC Unified Architecture umożliwia przesyłanie danych za pośrednictwem różnych formatów m.in. formatu opartego na XML i formatu binarnego. Serwer OPC zbudowany w oparciu o Unified Architecture definiuje swoim klientom (zobacz klient opc) zestaw usług, jakie oferuje oraz format danych procesowych za pośrednictwem, którego ma odbywać się komunikacja. W poprzedniej wersji standardu OPC każda ze specyfikacji (np. OPC DA, OPC HDA) definiowała swoją własną przestrzeń adresową i swój własny zestaw usług. OPC Unified Architecture definiuje zunifikowaną przestrzeń adresową (ang. Address Space) oraz szereg usług (ang. Services), które mogą być udostępnione przez serwer OPC.OPC Foundation jest organizacją, której zadaniem jest zapewnienie szerokich możliwości współdziałania w dziedzinie automatyki, poprzez tworzenie i utrzymywanie otwartego standardu komunikacyjnego umożliwiającego przekazywanie danych procesowych, danych o alarmach i zdarzeniach, danych historycznych oraz danych wsadowych do urządzeń różnych producentów. Tym otwartym standardem jest standard OPC.

    OPC powstał i został tak zaprojektowany, aby łączyć aplikacje bazujące na systemach operacyjnych ogólnego stosowania (np. Windows) ze sprzętem i oprogramowaniem aplikacyjnym automatyki przemysłowej (urządzenia procesowe), nadzorującym i sterującym procesem technologicznym. Jest to otwarty standard komunikacji, który pozwala używać jednolitych metod dostępu i opisu danych (interfejsu) dla procesu technologicznego. Metody te są niezależne od typu oraz źródła danych.

    PLC (Programowalny Sterownik Logiczny) (ang. Programmable Logic Controller) – uniwersalne urządzenie mikroprocesorowe przeznaczone do sterowania pracą maszyny lub urządzenia technologicznego. Sterownik PLC musi zostać dopasowany do określonego obiektu sterowania poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego algorytmu działania obiektu. Cechą charakterystyczną sterowników PLC odróżniającą ten sterownik od innych sterowników komputerowych jest cykliczny obieg pamięci programu. Algorytm jest zapisywany w dedykowanym sterownikowi języku programowania. Istnieje możliwość zmiany algorytmu przez zmianę zawartości pamięci programu. Sterownik wyposaża się w odpowiednią liczbę układów wejściowych zbierających informacje o stanie obiektu i żądaniach obsługi oraz odpowiednią liczbę i rodzaj układów wyjściowych połączonych z elementami wykonawczymi, sygnalizacyjnymi lub transmisji danych.OPC Historical Data Access (OPC HDA) – umożliwia przeglądanie i analizę zgromadzonych danych historycznych. Specyfikacja nie zmienia (nie przeciąża interfejsów) działania interfejsów zdefiniowanych w pozostałych spercyfikacjach OPC. Specyfikacj HDA definiuje nowe obiekty COM/DCOM i ich interfejsy umożliwiające: odczyt, zapis i edycje danych pomiędzy aplikacją kliencką i serwerem HDA. Klient OPC uzyskuje dostęp do zarchiwizowanych danych poprzez zgłaszanie zapytań do serwera OPC HDA. Rozróżniamy kilka typów serwerów HDA:

    Dla wielu pakietów oprogramowania serwer OPC dostarcza w jednolity sposób danych z urządzeń sterujących i nadzorujących proces technologiczny (dane procesowe) takich, jak sterowniki PLC, czy systemy DCS. Tradycyjnie, jeżeli jakieś oprogramowanie ma mieć dostęp do danych procesowych, musi zostać zaimplementowany specjalny sterownik. Zadaniem OPC jest zdefiniowanie wspólnego interfejsu, który – utworzony raz - może być wykorzystywany przez dowolnego klienta biznesowego, oprogramowanie SCADA, HMI lub dowolny pakiet oprogramowania. Jeżeli serwer OPC zostanie stworzony dla konkretnego urządzenia, może być wykorzystany ponownie przez dowolną aplikację, która pełni rolę klienta OPC.

    OPC Historical Data Access (OPC HDA) – umożliwia przeglądanie i analizę zgromadzonych danych historycznych. Specyfikacja nie zmienia (nie przeciąża interfejsów) działania interfejsów zdefiniowanych w pozostałych spercyfikacjach OPC. Specyfikacj HDA definiuje nowe obiekty COM/DCOM i ich interfejsy umożliwiające: odczyt, zapis i edycje danych pomiędzy aplikacją kliencką i serwerem HDA. Klient OPC uzyskuje dostęp do zarchiwizowanych danych poprzez zgłaszanie zapytań do serwera OPC HDA. Rozróżniamy kilka typów serwerów HDA:COM (ang. Component Object Model) – standard definiowania i tworzenia interfejsów programistycznych na poziomie binarnym dla komponentów oprogramowania wprowadzony przez firmę Microsoft wraz z bibliotekami zapewniającymi podstawowe ramy i usługi dla współdziałania komponentów COM i aplikacji.

    Bazując na standardach Microsoft OLE (ang. Object Linking and Embedding), COM(ang. Component Object Model) i DCOM (ang. Distributed Component Object Model), technologia OPC definiuje interfejsy przeznaczone do komunikacji z urządzeniami przemysłowymi, przez co pozwala uniezależnić oprogramowanie monitorujące od różnorodnych rozwiązań stosowanych przez producentów sprzętu procesowego. Technologie COM/DCOM dostarczają infrastrukturę i środowisko programistyczne dla tworzenia i rozwoju oprogramowania. Obecnie są dostępne setki serwerów i klientów OPC.

    OPC Security – specyfikacja OPC Security ma służyć zapewnieniu bezpieczeństwa dostępu do danych oferowanych przez serwery OPC. Umożliwia poprawną weryfikację klienta OPC, który chce uzyskać dostęp i poprawności transmisji (czy dane nie zostały zmienione). Specyfikacja Security definiuje jak serwer OPC powinien wykorzystywać mechanizmy systemu operacyjnego do zapewnienia bezpieczeństwa. W specyfikacji zawarte są również wskazówki jak należy implementować klienta OPC aby był w stanie korzystać z usług oferowanych przez serwer OPC..SCADA z języka angielskiego Supervisory Control And Data Acquisition oznacza system nadzorujący przebieg procesu technologicznego lub produkcyjnego. Jego główne funkcje obejmują zbieranie aktualnych danych (pomiarów), ich wizualizację, sterowanie procesem, alarmowanie oraz archiwizację danych.

    Specyfikacje[]

    W ramach projektu zajmującego się standaryzacją OPC powstały różne specyfikacje, z których każda definiuje odrębną funkcjonalność. Wśród istniejących specyfikacji możemy wyróżnić:

  • OPC Data Access (OPC DA) - umożliwia dostęp do aktualnych danych generowanych w czasie rzeczywistym. Przy pomocy OPC DA do serwera OPC kierowane są zapytania o aktualne wartości zmiennych procesowych - np. temperatur, ciśnień itp. Komunikacja z każdym serwerem odbywa się w taki sam sposób, z wykorzystaniem tego samego formatu. Klient nie musi wiedzieć w jaki sposób serwer komunikuje się z urządzeniem. Wielu klientów może korzystać jednocześnie z tych samych danych udostępnianych przez serwer.
  • OPC Historical Data Access (OPC HDA) - umożliwia przeglądanie i analizę zgromadzonych danych historycznych, np w celu oceny wydajności systemu czy przewidywania błędów. Klient uzyskuje dostęp do zarchiwizowanych danych (odczytów jakiegoś urządzenia itp.) poprzez zgłaszanie zapytań do serwera OPC HDA.
  • OPC Alarms & Events (OPC A&E) - służy do informowania o występujących w systemie zdarzeniach i zgłaszanych alarmach. Przez alarm rozumiany jest nienormalny stan jakiegoś obiektu, wymagający szczególnej uwagi. Zdarzenie może być związane ze stanem, jak np. zdarzenie przejścia danej wartości do poziomu alarmowego lub niezwiązane ze stanem, jak zmiany konfiguracji, czy błędy systemowe. Serwery OPC A&E mogą pobierać dane bezpośrednio z urządzenia lub z serwera OPC DA. Serwer OPC A&E może być samodzielnym modułem lub też wchodzić w skład serwera OPC DA.
  • OPC Security - służy zapewnieniu bezpieczeństwa dostępu do danych oferowanych przez serwery OPC. Umożliwia poprawną weryfikację klienta, który chce uzyskać dostęp i poprawności transmisji (czy dane nie zostały zmienione).
  • OPC Batch
  • OPC Unified Architecture - jest niezależnym od platformy systemowej standardem, który pozwala na komunikację pomiędzy różnymi typami systemów i urządzeń poprzez wysyłanie wiadomości pomiędzy klientem a serwerem. OPC Unified Architecture, bazuje na ogólnie przyjętych komunikacyjnych protokołach takich jak TCP/IP, HTTP, SOAP, co zapewnia bardzo dużą skalowalność rozwiązań implementowanych w oparciu o tę technologię. OPC Unified Architecture umożliwia przesyłanie danych za pośrednictwem różnych formatów m.in. formatu opartego o XML i formatu binarnego. Serwer OPC zbudowany w oparciu o Unified Architecture definiuje swoim klientom zestaw usług, jakie oferuje oraz format danych procesowych za pośrednictwem, którego ma odbywać się komunikacja. W poprzedniej wersji standardu OPC każda ze specyfikacji (np. OPC-DA, OPC-HDA) definiowała swoją własną przestrzeń adresową i swój własny zestaw usług. OPC Unified Architecture definiuje zunifikowaną przestrzeń adresową (ang. Address Space) oraz szereg usług (ang. Services), które mogą być udostępnione przez serwery OPC.
  • Linki zewnętrzne[]

  • [1] - Portal o OPC z darmowymi szkoleniami multimedialnymi z zakresu aplikacji OPC
  • [2] - Podręcznik OPC w języku polskim
  • www.opcfoundation.org - Strona organizacji OPC Foundation
  • OPC Unified Architecture e-Book
  • OPC Data Access (OPC DA) – standard z grupy standardów komunikacyjnych OPC zawierający specyfikację dostępu do aktualnych (generowanych w czasie rzeczywistym) danych z urządzeń przemysłowych.Object Linking and Embedding (OLE) – mechanizm osadzania, m.in. obiektów. Nazwa OLE nie jest jednoznaczna; z czasem Microsoft nazywał w ten sposób różne technologie. Tak więc OLE może oznaczać kilka różnych technologii.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Rozproszony system sterowania (DCS, ang. distributed control system) – pojęcie związane z automatyką przemysłową. Określa system odpowiadający za sterowanie i wizualizację procesu przemysłowego posiadający wspólną bazę danych dla sterowania i wizualizacji (w przeciwieństwie do systemu zbudowanego na bazie SCADA i PLC). Wspólna baza punktów (tagów) daje jednoznaczne określenie w systemie DCS. Oznacza to, że jeśli przypiszemy przetwornikowi ciśnienia nazwę 110_PT-321, będzie to jego unikatowa nazwa widziana zarówno w wizualizacji, jak i w oprogramowaniu aplikacyjnym, co więcej, niemożliwe będzie nazwanie w ten sposób innego punktu. Genezą powstania takich systemów było komputerowe "zarządzanie" pracą i nastawami regulatorów analogowych. Ponadto CPU sterowników DCS jest czasu rzeczywistego. Procesory cyklicznie wykonują program w czasie (scan time), co zapewnia wykonanie w czasie rzeczywistym wszystkich zaplanowanych operacji (program nie może się zawiesić nawet jeśli programista popełni błąd).

    Reklama