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为什么OPC是您的未来:让数据更高效,更高效地运营是新的工作?

   日期:2019-09-18     浏览:29    评论:0    
核心提示:OPC于20世纪90年代末推出,很快成为与Microsoft Windows计算机通信的全球标准。在自动化行业的每个角落都部署了数万台OPC服务器。首字母缩略词OPC诞生于对象链接和嵌入(OLE),用于过程控制。 随着技术的变化,这个缩写变为了开放式平台通信。

OPC于20世纪90年代末推出,很快成为与Microsoft Windows计算机通信的全球标准。在自动化行业的每个角落都部署了数万台OPC服务器。首字母缩略词OPC诞生于对象链接和嵌入(OLE),用于过程控制。 随着技术的变化,这个缩写变为了开放式平台通信。

OPC的问题

OPC是基于现在使用Microsoft Windows公共对象模型(COM)的过时Windows对象链接嵌入(OLE)构建的,并且它在行业中表现良好。它让OPC服务器隐藏了应用程序通信的细节,因此来自各种自动化设备的数据可以使用标准和开放机制进行通信。用户可以使用标准Microsoft应用程序,包括Excel,Word或Visual Basic,或使用自动化设备的数据实现自己的应用程序,而无需了解这些设备如何通信的详细信息。随着时间的推移,OPC(通常称为OPC Classic)存在安全问题,无论是真实的还是感知的,真正的问题是它依赖于Microsoft Windows COM。此外,Windows的新版本不断发布,使以前的版本过时并使支持变得复杂。

OPC严格来说是Microsoft Windows技术,无法在其他平台上使用,包括Linux和VxWorks。在工业应用程序的生命周期内,无法在Microsoft Windows平台上维护OPC Classic服务器。较旧的Windows版本变得不受支持并最终无法使用,升级(部署,测试,停机,新PC)的成本变得不可接受。在制造业中,自动化过程是持久的,并且通常建立尿布,肥皂,茶以及运行5年,10年或20年的数百种其他产品的生产过程。人们强烈希望运行具有更长寿命的OPC Classic服务器,稳定的硬件和更小的嵌入式平台。公司问道:“为什么我必须与微软联系?”随着流量计,驱动器,可编程控制器和其他现场设备等设备变得更加智能化,用户们问道:“他们为什么不能成为OPC服务器?”

还有人不满意OPC要求多层网络和计算机将现场设备数据传递给所有那些需要数据的工厂自动化,历史数据库和企业服务器。此外,由于没有提供单元语义和定义的元数据,因此必须保持缩放和严格的配置控制,从而使系统变得脆弱。每次添加新数据时,您都必须重新配置多个系统,而不会破坏任何系统。“Yuck”是它的技术术语。最近,OPC没有直接的方式与Internet和云应用程序进行通信。

OPC UA来救援

问题的答案是OPC统一架构(UA),在本文中称为UA。UA是下一代OPC技术。它是一种更安全,开放,可靠的机制,用于在服务器和客户端之间传输信息。它提供了比OPC Classic更开放的传输,更好的安全性和更全面的信息模型。 UA具有非常灵活和适应性强的机制,可在企业系统和自动化,控制,监控设备以及与实际数据交互的传感器之间移动数据。 OPC UA克服了OPC Classic的局限性:

可扩展性和平台独立性:它可以在高端服务器和低端传感器上得到支持。UA使用适用于微型嵌入式平台的可发现配置文件作为服务器。

灵活的地址空间:地址空间围绕对象的概念进行组织,对象是由变量和方法组成的实体。它是服务器向客户端传输信息的标准方法。

通用传输和编码:标准传输和编码可确保在嵌入式和企业环境中轻松实现连接。

安全性:用于验证客户端,服务器,用户和通信完整性的复杂安全模型。

Internet功能:完全能够通过Internet移动数据。

强大的服务:全套服务,包括管理事件,报警,阅读,写作和发现。

经过认证的互操作性:UA认证定义的配置文件,以保证客户端和服务器之间的连接。

复杂的信息模型:UA简介不仅仅是一个对象模型,可以在客户端和服务器之间实现真正的信息共享。

先进的警报和事件管理:UA具有高度可配置的机制,可为感兴趣的客户提供警报和事件通知。报警和事件机制远远超出了大多数协议中标准的值变化类型警报。

与标准的行业特定数据模型集成:OPC基金会正在与许多行业贸易团体合作,这些行业团体为其行业定义特定的信息模型,以支持UA中的这些信息模型。

UA是一种专门用于生活在“无人区”的通信技术,数据必须穿过防火墙,专用平台和安全屏障才能到达可以转化为信息的地方。UA将数据库,分析工具,企业资源规划和其他企业系统与来自低端控制器,传感器,执行器和监控设备的真实数据连接起来。

UA使用可扩展平台,多种安全模型,多个传输层和复杂的信息模型,允许最小的专用控制器与复杂的高端服务器应用程序自由交互。UA可以将简单的停机状态与大量高度复杂的工厂范围信息进行通信。

与工厂地板系统不同

OPC UA可靠,安全,最重要的是,可以轻松地对“对象”进行建模,并使这些对象可以在工厂车间,企业应用程序和整个公司中使用。UA的范围远远超过我们之前大多数人曾经想过的任何东西。

它从一个对象开始,该对象可以像单个数据一样简单,也可以像流程,系统或整个工厂一样复杂。它可能是数据值,元数据和关系的组合。例如,双循环控制器对象涉及每个循环的设定点和实际值的变量。这些变量引用包含元数据的其他变量,如温度单位,高和低设定点以及文本描述。该对象还可以提供订阅,以获取有关数据值更改或该数据值的元数据的通知。访问该对象的客户端可以获得所需的数据(单个数据值)或极其丰富的信息集,这些信息详细描述了该控制器及其操作。

OPC UA就像它的工厂车间一样,由客户端和服务器组成。客户端设备请求信息;服务器设备提供它。但是,正如我们从循环控制器示例中看到的那样,UA服务器的功能比EtherNet/IP,Modbus TCP或Profinet IO服务器复杂得多。

OPC UA服务器将数据,信息,流程和系统建模为对象,并以对各种类型的客户端应用程序有用的方式将这些对象呈现给客户端。它提供客户可以使用的复杂服务,包括:

发现服务:客户可以使用的服务来了解哪些对象可用,并链接到用于组织,分类和描述对象和值的其他对象,数据类型和元数据。

订阅服务:客户可用于识别可用于通知的数据类型的服务。客户可以使用的服务来决定他们希望收到更改通知的次数,数量和时间,不仅包括数据值,还包括对象的元数据和结构。

查询服务:向客户端提供批量数据的服务,例如数据值的历史数据。

节点服务:客户端可用于创建,删除和修改服务器维护的数据结构的服务。

方法服务:客户端可用于进行与对象关联的函数调用的服务。

OPC UA服务器是一种数据引擎,它收集信息并以对各种类型的OPC UA客户端设备有用的方式呈现信息。设备可以像人机界面一样位于工厂车间,也可以是配方管理器等专有控制程序。它们也可以是位于企业服务器上的数据库,仪表板或复杂的分析程序。

更有趣的是,该数据不一定限于单个物理节点。对象可以引用子网,体系结构或Internet中其他位置的节点中存在的其他对象,数据变量,数据类型等。

OPC UA以对工业自动化行业经验绝对独特的方式组织流程,系统,数据和信息。它是一种独特的工具,超越了现有的工业协议,提供信息建模和交付工具,可以为整个企业的客户提供对该信息的访问。

OPC UA将是您的未来

OPC UA是最开放,最可靠,最安全的技术,用于在工厂,企业应用程序和云之间移动数据。仅仅因为这个原因,它将成为您未来工业网络的一部分。然而,还有另外两个原因。

其中一个主要的贸易组织正在使用OPC UA作为基础设施组件,为从楼宇自动化到海底钻探的应用提供最新的传输,编码和安全性。他们使用OPC UA作为在终端设备,控制器和云之间移动数据模型的基础架构。它允许他们专注于组织最适合其行业的信息模型,而不是传输,编码和保护数据的机制。他们现在使用OPC UA基金会(OPC UA的组织协会)来提供这些并支持该部分基础设施。

其次,工业自动化供应商,工业网络标准和企业软件供应商提供广泛的行业支持。

如果您是那些忽视OPC UA和整个物联网、云、Microsoft Azure业务的工程师之一,那么现在是时候认真对待它了。是的,它过去并不是我们的面包和黄油,但是时间“它们正在变化。”看到的碎片从模具中掉落,包裹沿着输送线飞行,或者瓶子和罐子被精确填充现在只是其中的一部分我们的工作。获得更高效,更高效运行所需的数据是新的工作——OPC UA将成为您向前发展的工具!

 

 


 
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