OPC技术在工业控制系统中的应用探讨

张海生,王恒宇（山东济南济钢国际工程技术有限公司,济南 250101）



OPC技术在工业控制系统中的应用探讨

张海生,王恒宇
（山东济南济钢国际工程技术有限公司,济南 250101）

摘 要：随着各类科学技术及设备在工业中应用，工业控制系统中，数据交换和共享日益重要，同时也是长期以来困扰其发展的因素之一。OPC技术可以提供统一的数据接口标准，在工业控制系统中极具应用价值。本文阐述了OPC技术的概念及其功能，探讨其在工业控制系统中的应用。

关键词：工业控制系统；数据；OPC技术；应用

1 OPC技术的概念

OPC技术是由微软公司开发，它是工业过程控制的统一标准，包含过程控制的系统性接口、属性以及方法，其基本原理通过对嵌入及对象链接技术的运用，进行过程控制，建立的基础是OLE/COM/ DCOM技术。［1］作为面对操作对象的统一性工业控制标准，它提出了在各相关客户机之间应用Microsoft操作系统实现实时数据的自动化交换的方法。

2 OPC技术的功能概述

OPC服务器的主要功能是通过设备接口对应用设备的相关信息进行收集，完成后将其有标准接口传递至相应客户端服务器，由于服务器通道齐全，用户可以按照自身需求的不同选取适合规范。其功能表现在以下几个方面：（1）该技术采用Windows标准接口体系，因此设备硬件接口程序只需一个，同时用户只需配套相应软件通讯接口程序，在硬件及软件开发上都有极大便利。（2）基于OLE/DCOM技术对于网络协议的支持功能，将各子系统设置于不同的网络节点，从而将其在物理上分开，实现其远程调用功能，应用程序不会受到系统硬件分布限制，拓展其应用范围。（3）通过对象链接技术，将对象封存而保留接口方法，由接口限定下的统一方法进行调用，通过对接口函数的规范，保障不同形态的设备都可以以统一方式调用，系统的开放性得到极大的提升，不同系统之间的交互连接更易实现，使用户的使用更加方便。

3 OPC技术在工业控制系统中的应用

工业生产中，往往会在极短的时间长度内，产生大量过程数据，这对其控制系统提出很高要求，运行稳定可靠，更新维护方便快捷是其重要特征。OPC技术在工业控制系统中应用，其具备诸多优势，如系统结构简单、成本低、信息交换能力强，并且由于其升级维护便捷，系统使用寿命可以得到较好的保障，同时，其良好的开放性和兼容性使得各类工业自动化设备的连接更为灵活、快捷。OPC技术用作工业控制系统的核心技术，其在数据交换中的强大功能，使之在工业控制众多领域都发挥着重要作用。（如图1）

图1 基于OPC的集成工业控制系统

3.1 应用OPC技术，构建工业控制系统统一设备控制平台

计算机技术在工业控制系统中得以广泛的应用，推动了工业进程的发展，同时也对系统提出了更高的要求。DCS工业控制系统的各项功能都已逐步得到完善，但是其规模也随之日益庞大，结构也越来越复杂，系统组成中不仅有各类不同的程序，还会有不同生产商提供的不同设备。软件和硬件上都难以配套，这会使得每种设备都需要不同的驱动程序，这些控制软件的升级、维修、兼容性问题都会给工业控制系统的安全稳定运行带来风险。应用OPC技术，在其统一的接口标准基础上，各方开发者都只需要开发支持OPC接口标准的程序，就可以通过通用接口完成数据交换，使各类设备间的控制平台统一起来。

3.2 应用OPC技术，实现工业控制系统现场异构网段数据的有效交换

工业生产现场目前仍旧处于总线标准未统一的状况，系统集成存在数据兼容问题，同时异构网段数据交换不畅通，其主要原因在于缺乏统一标准的数据接口。应用OPC技术，就可以将其作为异构网段的转换体，完成集成控制系统的数据交换。其具体操作为，为不同种类总线配置相应OPC服务器，在这个统一的接口标准下，不同程序软件都可以对该OPC服务器进行访问，从而实现不同总线间的数据交换。并且，即使某个总线网络协议升级，也可以通过对相关总线及应用程序进行相应修改即可保持数据的有效流通。

3.3 应用OPC技术，可以为工业控制系统升级奠定基础条件

当前控制系统的发展方向是网络化，不仅其内部各程序之间使用网络技术，而且不同控制系统之间也通过网络技术连接，集成为功能更为强大的综合控制体系。与此同时，作为企业网络的组成部分，工业控制系统与企业其它功能系统也会通过网络连接，其作为企业网络的一个子网络存在。［2］由于工业控制系统的数据对企业其他功能系统的作用发挥可以起到有效支撑及补充作用，以其作为中心可以构建功能更为完善的企业网络，实现信息集成。例如设备监控系统、企业管理系统等都可以应用OPC技术进行信息集成。将OPC作为企业网络数据统一接口规范，可以与其它功能系统结合，提升工业控制系统及整个企业管理控制水准。

4 结束语

工业控制系统是工业生产企业网络的重要组成部分，其良好的运作对提高企业经营管理水平有着极其重要的作用。应用OPC技术，可以为工业控制系统内部数据交换和流通提供统一标准，保障其信息渠道的通畅。同时，在其可以有效实现数据集成的基础上，可以很大程度上提升工业控制系统的能力及实现企业管理控制整体网络的构建。

参考文献：

［1］袁荫.工业控制网络OPC技术和异构系统集成的研究［D］.安徽工程大学,2012.

［2］郭志刚,王文浩.OPC技术及其在工业控制系统中的应用［J］.机械工程与自动化,2012（01）：192-194+196.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.051