OPC
OPC
發(fā)布日期：2022-01-04
摘抄騰訊新聞，網(wǎng)址：https://new.qq.com/rain/a/20210917A01NJI00
2.1.OPC技術(shù)的發(fā)展
OPC，最開(kāi)始的解釋為OLE for Process Control，誕生于上世紀(jì)90年代，主要面向自動(dòng)化行業(yè)，意在為來(lái)自不同生產(chǎn)商的工業(yè)設(shè)備通訊建立一整套開(kāi)放的接口、屬性和方法標(biāo)準(zhǔn)集。它設(shè)計(jì)之初基于的是微軟的OLE、COM、DCOM等技術(shù)，而這些技術(shù)則集成在Windows操作系統(tǒng)中，OPC隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，以及搭載Windows的PC和IPC的快速普及而得以推廣。
OPC解決了工業(yè)設(shè)備的跨廠商平臺(tái)通訊的問(wèn)題，但是由于它對(duì)Windows中DCOM等技術(shù)的依賴(lài)，使得它不能在Linux或其它系統(tǒng)中使用。也就是說(shuō)，OPC并沒(méi)有解決設(shè)備操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)通訊問(wèn)題，也因此，新一代的技術(shù)--OPC UA應(yīng)運(yùn)而生。
UA是Unified Architecture（統(tǒng)一架構(gòu)）的縮寫(xiě)。而為了方便把舊一代與新一代OPC技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，業(yè)內(nèi)一般把舊一代的OPC稱(chēng)為OPC classic，新一代的稱(chēng)為OPC UA。OPC UA在協(xié)議制定之時(shí)，就特地拋棄了DCOM等技術(shù)，這也使得OPC UA不向下兼容。制定者們重新定義了一系列底層連接與管理的標(biāo)準(zhǔn)，不再把這些工作拋給Windows系統(tǒng)，從而使得OPC UA能跨操作系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行，甚至也能運(yùn)行在無(wú)系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備中。OPC UA協(xié)議使得OT與IT全域的、真正的跨平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)通訊成為可能。
此外，由于Windows系統(tǒng)中系統(tǒng)組件容易受到其它應(yīng)用的影響，且一旦損壞不易修復(fù)，依賴(lài)于DCOM組件的OPC classic通訊也自然較為脆弱，不適合長(zhǎng)距離通訊，一般只能在廠級(jí)局域網(wǎng)內(nèi)通訊，而OPC UA則一并解決了這個(gè)問(wèn)題，即使物理距離相隔甚遠(yuǎn)的設(shè)備，只要Server端有公網(wǎng)IP，能ping得通，一般就也能建立起OPC UA通訊。
2.2.OPC系統(tǒng)升級(jí)的需要與難題
目前在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)中，不少設(shè)備與車(chē)間中控組態(tài)系統(tǒng)，乃至是更上層的廠級(jí)、企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)都采用OPC技術(shù)進(jìn)行通訊，這其中包含了不少使用OPC classic的老舊設(shè)備和系統(tǒng)。在當(dāng)下工業(yè)4.0的升級(jí)浪潮中，OPC classic實(shí)際上已經(jīng)處于逐步淘汰的階段，相關(guān)型號(hào)也逐漸開(kāi)始停產(chǎn)，新設(shè)備大多采用OPC UA取代之，整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)OPC系統(tǒng)升級(jí)的需求越來(lái)越大。
在這升級(jí)過(guò)程中，有一個(gè)問(wèn)題凸顯了出來(lái)：OPC classic與OPC UA完全不兼容，如果直接淘汰全部OPC classic設(shè)備和控制系統(tǒng)，升級(jí)到OPC UA的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，那么將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)巨大的采購(gòu)開(kāi)銷(xiāo)與折舊浪費(fèi)，這通常是難以被接受的；而老舊的OPC classic產(chǎn)品已經(jīng)逐步被淘汰，繼續(xù)使用老設(shè)備也會(huì)為企業(yè)帶來(lái)額外的維護(hù)成本與故障損失。此外，OPC classic在遠(yuǎn)程通訊中的缺陷，也導(dǎo)致了企業(yè)數(shù)據(jù)需要先經(jīng)歷一步協(xié)議轉(zhuǎn)換，而后才能順利被收集起來(lái)統(tǒng)一管理。
面臨升級(jí)需要，目前很多企業(yè)的做法是將其中部分最老舊的生產(chǎn)線(xiàn)整條淘汰，而在新生產(chǎn)線(xiàn)或者新廠區(qū)中完全采用新的OPC UA產(chǎn)品。但這種方法實(shí)際上也會(huì)產(chǎn)生另外兩個(gè)令人頭疼的問(wèn)題：一是兩套系統(tǒng)之間完全隔離，數(shù)據(jù)若需要統(tǒng)籌管理，則需要在兩套系統(tǒng)之上額外建立一套系統(tǒng)對(duì)他們進(jìn)行數(shù)據(jù)整合；另一個(gè)是，如果我們把目光聚焦到整條被淘汰的老舊生產(chǎn)線(xiàn)上，這其中，其實(shí)仍有不少的狀態(tài)依然良好的軟硬件能繼續(xù)投入生產(chǎn)，連帶的整線(xiàn)淘汰實(shí)際上仍然是帶來(lái)了不少折舊浪費(fèi)。
2.3.OPC系統(tǒng)平衡升級(jí)解決方案
在產(chǎn)業(yè)升級(jí)中面對(duì)以上難題，很多企業(yè)都迫切希望找到最佳的解決方案。正因如此，廣州虹科攜手合作伙伴，為行業(yè)提供了一個(gè)平穩(wěn)的OPC 系統(tǒng)升級(jí)解決方案——OPC UA Tunneller軟件平臺(tái)。該軟件平臺(tái)包含兩大主要功能，一個(gè)是OPC classic遠(yuǎn)程連接助手，另一個(gè)是OPC classic與UA相互轉(zhuǎn)換功能。
2.3.1.遠(yuǎn)程O(píng)PC classic數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸
舉一個(gè)形象的例子來(lái)說(shuō)，OPC classic遠(yuǎn)程連接助手相當(dāng)于是在Server和Client兩臺(tái)電腦之間建立一個(gè)通訊隧道，隧道的兩端出口就是分別安裝在兩臺(tái)電腦上的Tunneller軟件，OPC classic數(shù)據(jù)通過(guò)Tunneller提供的接口進(jìn)入隧道，而隧道則保護(hù)著其中的數(shù)據(jù)不受復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，最終順利讓數(shù)據(jù)到達(dá)另一側(cè)。
這其中一個(gè)典型應(yīng)用案例就是我們的一個(gè)著名跨國(guó)企業(yè)用戶(hù)--他們?cè)趪?guó)內(nèi)多地的工廠中使用帶有OPC classic上傳功能的組態(tài)系統(tǒng)，并且有一套用OPC classic作為輸入?yún)f(xié)議的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以往他們的做法只是將幾個(gè)工廠的數(shù)據(jù)匯集到該城市的一個(gè)系統(tǒng)中。但在這次的升級(jí)浪潮當(dāng)中，他們希望在國(guó)外某地租用一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心，在城市級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容，同時(shí)把國(guó)內(nèi)外多地的工廠數(shù)據(jù)全部接入到該中心進(jìn)行統(tǒng)一管理。在了解了多個(gè)OPC解決方案后，最終他們選擇了虹科的Tunneller平臺(tái)，來(lái)幫助他們建立這種跨國(guó)距離級(jí)別的OPC classic連接。
在這次升級(jí)當(dāng)中，該企業(yè)工廠中的物理設(shè)備并沒(méi)有發(fā)生改變，只是加裝了一個(gè)軟件，就能讓他們提前享受到OPC UA一般的遠(yuǎn)程連接便利性。他們的管理平臺(tái)大體上用的仍然是之前已有的，只是做了一些擴(kuò)容優(yōu)化，因而實(shí)際升級(jí)的人力物力成本都較低，升級(jí)速度也大幅縮短，這就是一種相對(duì)平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。
2.3.2.OPC classic與OPC UA相互轉(zhuǎn)換
OPC classic與UA相互轉(zhuǎn)換功能則非常好理解了。Tunneller實(shí)際上是為Client端的訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)行了一次代理，然后將訪(fǎng)問(wèn)到的Server地址空間進(jìn)行了一次映射，映射回Client所用的協(xié)議，這樣OPC classic與UA相互之間就能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一言以蔽之，Tunneller充當(dāng)了一個(gè)實(shí)時(shí)協(xié)議翻譯的工作，使得通訊雙方能相互理解。
在我們的大多數(shù)客戶(hù)案例當(dāng)中，客戶(hù)會(huì)優(yōu)先升級(jí)他們的上層管理軟件，以便更好地配合新產(chǎn)線(xiàn)中的UA設(shè)備。此時(shí)，為了能把之前的PLC也納入統(tǒng)一管理的范疇，客戶(hù)會(huì)使用Tunneller，把PLC中的OPC classic Server轉(zhuǎn)成UA Server，以供管理系統(tǒng)的UA Client與之建立連接并訪(fǎng)問(wèn)。如此一來(lái)，客戶(hù)可以提前享受到基于OPC UA的新管理軟件統(tǒng)一管理所有設(shè)備帶來(lái)的便利與附加商業(yè)價(jià)值，而無(wú)需一下子完成所有設(shè)備的淘汰和重新采購(gòu)，這仍是我們所說(shuō)的一種典型而平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。
2.1.OPC技術(shù)的發(fā)展
OPC，最開(kāi)始的解釋為OLE for Process Control，誕生于上世紀(jì)90年代，主要面向自動(dòng)化行業(yè)，意在為來(lái)自不同生產(chǎn)商的工業(yè)設(shè)備通訊建立一整套開(kāi)放的接口、屬性和方法標(biāo)準(zhǔn)集。它設(shè)計(jì)之初基于的是微軟的OLE、COM、DCOM等技術(shù)，而這些技術(shù)則集成在Windows操作系統(tǒng)中，OPC隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，以及搭載Windows的PC和IPC的快速普及而得以推廣。
OPC解決了工業(yè)設(shè)備的跨廠商平臺(tái)通訊的問(wèn)題，但是由于它對(duì)Windows中DCOM等技術(shù)的依賴(lài)，使得它不能在Linux或其它系統(tǒng)中使用。也就是說(shuō)，OPC并沒(méi)有解決設(shè)備操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)通訊問(wèn)題，也因此，新一代的技術(shù)--OPC UA應(yīng)運(yùn)而生。
UA是Unified Architecture（統(tǒng)一架構(gòu)）的縮寫(xiě)。而為了方便把舊一代與新一代OPC技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，業(yè)內(nèi)一般把舊一代的OPC稱(chēng)為OPC classic，新一代的稱(chēng)為OPC UA。OPC UA在協(xié)議制定之時(shí)，就特地拋棄了DCOM等技術(shù)，這也使得OPC UA不向下兼容。制定者們重新定義了一系列底層連接與管理的標(biāo)準(zhǔn)，不再把這些工作拋給Windows系統(tǒng)，從而使得OPC UA能跨操作系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行，甚至也能運(yùn)行在無(wú)系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備中。OPC UA協(xié)議使得OT與IT全域的、真正的跨平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)通訊成為可能。
此外，由于Windows系統(tǒng)中系統(tǒng)組件容易受到其它應(yīng)用的影響，且一旦損壞不易修復(fù)，依賴(lài)于DCOM組件的OPC classic通訊也自然較為脆弱，不適合長(zhǎng)距離通訊，一般只能在廠級(jí)局域網(wǎng)內(nèi)通訊，而OPC UA則一并解決了這個(gè)問(wèn)題，即使物理距離相隔甚遠(yuǎn)的設(shè)備，只要Server端有公網(wǎng)IP，能ping得通，一般就也能建立起OPC UA通訊。
2.2.OPC系統(tǒng)升級(jí)的需要與難題
目前在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)中，不少設(shè)備與車(chē)間中控組態(tài)系統(tǒng)，乃至是更上層的廠級(jí)、企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)都采用OPC技術(shù)進(jìn)行通訊，這其中包含了不少使用OPC classic的老舊設(shè)備和系統(tǒng)。在當(dāng)下工業(yè)4.0的升級(jí)浪潮中，OPC classic實(shí)際上已經(jīng)處于逐步淘汰的階段，相關(guān)型號(hào)也逐漸開(kāi)始停產(chǎn)，新設(shè)備大多采用OPC UA取代之，整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)OPC系統(tǒng)升級(jí)的需求越來(lái)越大。
在這升級(jí)過(guò)程中，有一個(gè)問(wèn)題凸顯了出來(lái)：OPC classic與OPC UA完全不兼容，如果直接淘汰全部OPC classic設(shè)備和控制系統(tǒng)，升級(jí)到OPC UA的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，那么將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)巨大的采購(gòu)開(kāi)銷(xiāo)與折舊浪費(fèi)，這通常是難以被接受的；而老舊的OPC classic產(chǎn)品已經(jīng)逐步被淘汰，繼續(xù)使用老設(shè)備也會(huì)為企業(yè)帶來(lái)額外的維護(hù)成本與故障損失。此外，OPC classic在遠(yuǎn)程通訊中的缺陷，也導(dǎo)致了企業(yè)數(shù)據(jù)需要先經(jīng)歷一步協(xié)議轉(zhuǎn)換，而后才能順利被收集起來(lái)統(tǒng)一管理。
面臨升級(jí)需要，目前很多企業(yè)的做法是將其中部分最老舊的生產(chǎn)線(xiàn)整條淘汰，而在新生產(chǎn)線(xiàn)或者新廠區(qū)中完全采用新的OPC UA產(chǎn)品。但這種方法實(shí)際上也會(huì)產(chǎn)生另外兩個(gè)令人頭疼的問(wèn)題：一是兩套系統(tǒng)之間完全隔離，數(shù)據(jù)若需要統(tǒng)籌管理，則需要在兩套系統(tǒng)之上額外建立一套系統(tǒng)對(duì)他們進(jìn)行數(shù)據(jù)整合；另一個(gè)是，如果我們把目光聚焦到整條被淘汰的老舊生產(chǎn)線(xiàn)上，這其中，其實(shí)仍有不少的狀態(tài)依然良好的軟硬件能繼續(xù)投入生產(chǎn)，連帶的整線(xiàn)淘汰實(shí)際上仍然是帶來(lái)了不少折舊浪費(fèi)。
2.3.OPC系統(tǒng)平衡升級(jí)解決方案
在產(chǎn)業(yè)升級(jí)中面對(duì)以上難題，很多企業(yè)都迫切希望找到最佳的解決方案。正因如此，廣州虹科攜手合作伙伴，為行業(yè)提供了一個(gè)平穩(wěn)的OPC 系統(tǒng)升級(jí)解決方案——OPC UA Tunneller軟件平臺(tái)。該軟件平臺(tái)包含兩大主要功能，一個(gè)是OPC classic遠(yuǎn)程連接助手，另一個(gè)是OPC classic與UA相互轉(zhuǎn)換功能。
2.3.1.遠(yuǎn)程O(píng)PC classic數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸
舉一個(gè)形象的例子來(lái)說(shuō)，OPC classic遠(yuǎn)程連接助手相當(dāng)于是在Server和Client兩臺(tái)電腦之間建立一個(gè)通訊隧道，隧道的兩端出口就是分別安裝在兩臺(tái)電腦上的Tunneller軟件，OPC classic數(shù)據(jù)通過(guò)Tunneller提供的接口進(jìn)入隧道，而隧道則保護(hù)著其中的數(shù)據(jù)不受復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，最終順利讓數(shù)據(jù)到達(dá)另一側(cè)。
這其中一個(gè)典型應(yīng)用案例就是我們的一個(gè)著名跨國(guó)企業(yè)用戶(hù)--他們?cè)趪?guó)內(nèi)多地的工廠中使用帶有OPC classic上傳功能的組態(tài)系統(tǒng)，并且有一套用OPC classic作為輸入?yún)f(xié)議的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以往他們的做法只是將幾個(gè)工廠的數(shù)據(jù)匯集到該城市的一個(gè)系統(tǒng)中。但在這次的升級(jí)浪潮當(dāng)中，他們希望在國(guó)外某地租用一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心，在城市級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容，同時(shí)把國(guó)內(nèi)外多地的工廠數(shù)據(jù)全部接入到該中心進(jìn)行統(tǒng)一管理。在了解了多個(gè)OPC解決方案后，最終他們選擇了虹科的Tunneller平臺(tái)，來(lái)幫助他們建立這種跨國(guó)距離級(jí)別的OPC classic連接。
在這次升級(jí)當(dāng)中，該企業(yè)工廠中的物理設(shè)備并沒(méi)有發(fā)生改變，只是加裝了一個(gè)軟件，就能讓他們提前享受到OPC UA一般的遠(yuǎn)程連接便利性。他們的管理平臺(tái)大體上用的仍然是之前已有的，只是做了一些擴(kuò)容優(yōu)化，因而實(shí)際升級(jí)的人力物力成本都較低，升級(jí)速度也大幅縮短，這就是一種相對(duì)平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。
2.3.2.OPC classic與OPC UA相互轉(zhuǎn)換
OPC classic與UA相互轉(zhuǎn)換功能則非常好理解了。Tunneller實(shí)際上是為Client端的訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)行了一次代理，然后將訪(fǎng)問(wèn)到的Server地址空間進(jìn)行了一次映射，映射回Client所用的協(xié)議，這樣OPC classic與UA相互之間就能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一言以蔽之，Tunneller充當(dāng)了一個(gè)實(shí)時(shí)協(xié)議翻譯的工作，使得通訊雙方能相互理解。
在我們的大多數(shù)客戶(hù)案例當(dāng)中，客戶(hù)會(huì)優(yōu)先升級(jí)他們的上層管理軟件，以便更好地配合新產(chǎn)線(xiàn)中的UA設(shè)備。此時(shí)，為了能把之前的PLC也納入統(tǒng)一管理的范疇，客戶(hù)會(huì)使用Tunneller，把PLC中的OPC classic Server轉(zhuǎn)成UA Server，以供管理系統(tǒng)的UA Client與之建立連接并訪(fǎng)問(wèn)。如此一來(lái)，客戶(hù)可以提前享受到基于OPC UA的新管理軟件統(tǒng)一管理所有設(shè)備帶來(lái)的便利與附加商業(yè)價(jià)值，而無(wú)需一下子完成所有設(shè)備的淘汰和重新采購(gòu)，這仍是我們所說(shuō)的一種典型而平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。
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