OPC-серверы DA/HDA/UA – что такое технология OPC-server. Обзор стандарта

OPC-сервер — это часть технологии OPC. OPC-технология — это набор специализированного программного обеспечения, который предлагает единый интерфейс для коммуникации между различными устройствами. Технологию OPC разработали еще в далеком 1994 году. У истоков ее создания стояла некоммерческая организация OPC Foundation, которая была создана ведущими представителями компаний, продвигающих промышленную автоматизацию.

Основная цель OPC-технологии состояла в обеспечении совместной работы инструментов автоматизации промышленного процесса, которые функционировали  под управлением разных аппаратных платформ в разных промышленных комплексах разных фирм. До появления OPC-технологии, программные средства автоматизации приходилось постоянно адаптировать под аппаратные устройства разных компаний. Таким образом, для компаний, производящих средства автоматизации, очень трудно было организовывать техническую поддержку собственного ПО, ведь перечень поддерживаемых устройств был очень большой, а каждому устройству нужен был специфический подход. Условно, одна и та же программа для автоматизации могла существовать в сотнях вариациях для разных устройств. Когда дело доходило до обновления программного обеспечения, тогда начинался кошмар, потому что одно и то же обновление для одной программы приходилось также адаптировать под конкретное устройство.

Что такое OPC-сервер 

После того как появилась OPC-технология, ситуация намного улучшилась. Любое устройство, использующее программное обеспечение для автоматизации, перепрофилировалось  в OPC-клинета, которое «общалось» по OPC-протоколу с OPC-сервером. Таким образом стало возможным подключать в OPC-системе абсолютно любые устройства, независимо от их аппаратного происхождения. Для разработчиков систем автоматизации это стало огромным плюсом, потому что при обновлении системы автоматизации им не приходилось больше заботиться о совместимости их обновления с аппаратными устройствами. Это стало возможным благодаря единому программному OPC-стандарту. 

Для пользователей внедрение OPC-технологии также принесло плюсы. Раньше не все устройства подходили для подключения систем автоматизации, потому что для каждого отдельного устройства приходилось разрабатывать собственное программное обеспечение. С внедрением OPC-технологии все ограничения на устройства исчезли.

Еще один плюс в использовании OPC-технологии — это программные возможности OPC-сервера. OPC-сервер способен обрабатывать программы на разных языках программирования: Java, C, C++, Visual Basic и др. А это значит, что программист может выбрать на каком языке писать программу для автоматизации. До внедрения OPC-стандарта такого не было.

Из чего состоит OPC-технология? 

Мы уже писали, что OPC-технология состоит из множества модулей. Например:

1. OPC DA.  Это стандарт, по которому в режиме реального времени «общаются» между собой сервер и OPC-клиент.

2. OPC UA. Это современный стандарт для OPC-серверов, который позволяет организовать целую сеть из устройств, подключенных к серверу.

3. OPC АЕ. Это стандарт, по которому  клиенту доставляются сообщения о возникновении чрезвычайного положения  в работе аппаратного устройства. Также по этому стандарту пересылаются информационные сообщения о работе аппарата или оператора и контрольные результаты работы системы автоматизации.

4. OPC HDA. Это стандарт, который отвечает за запись истории производственного процесса.

5. BATCH. Специализированный стандарт для производств, связанных с процессом физико-химической обработки материалов. То есть этот стандарт позволяет автоматизировать использование рецептуры и пропорций при работе с точными рецептами.

6. OPC Data Exchange. Это стандарт, по которому общаются между собой OPC-серверы по сети Интернет.

7. OPC Security. Это стандарт, обеспечивающий безопасность технологического процесса при его автоматизации от несанкционированного вмешательства со стороны.

8. OPC XML-DA. Это стандарт, позволяющий «общаться» с OPC-серверами на языке XML.

9. OPC Complex  Data. Это стандарт, который предоставляет дополнительные возможности для работы со стандартами OPC DA и OPC XML-DA.

10. OPC Commands. Перечень программных команд, которые можно использовать для контроля и настройки аппаратных устройств.

OPC-сервер — что это такое?

OPC-сервер — это «посредник», который стоит между аппаратным устройством, подключенным к системе автоматизации, и программой, управляющей автоматизацией.  Именно OPC-сервер помогает налаживать единый способ коммуникации с разными устройствами. OPC-сервер в своей работе может использовать любой из перечисленных выше OPC-стандартов. Например, OPC-сервер, использующий стандарт OPC DA — это и есть сервер OPC DA.

OPC-сервер может работать в 4 режимах:

1. Синхронный режим. Это когда OPC-клиент посылает запрос к серверу и не начинает работу, пока не получит ответ на свой запрос.

2. Асинхронный режим. Это когда OPC-клиент посылает запрос к серверу, но не дожидается от него ответа, а переходит к непосредственному выполнению задач.

3. Режим подписки. OPC-клиент отправляет серверу список триггеров и выполняет свои задачи. Сервер будет посылать оповещение клиенту лишь в том случае, если какой-то из триггеров изменился.

4. Режим обновления данных. OPC-клиент отправляет запрос к серверу и ждет в ответе все активные триггеры. Активные триггеры — это те, которым не задан статус «пассивные».

OPC-сервер и OPC-клиент постоянно «общаются» друг с другом. Когда нужно что-либо изменить в процессе автоматизации, тогда вносятся изменения непосредственно в OPC-сервере, а он уже передает эти изменения всем аппаратным устройствам, с которыми он коммуницирует. 

Воздействовать на OPC-сервер можно через терминал при помощи специальных команд, однако в последнее время все чаще OPC-серверы оснащаются пользовательским интерфейсом, что существенно облегчает взаимодействие с ними для людей, далеких от программирования и компьютеров.

 Заключение

Мы выяснили, что OPC-технология — это комплекс стандартов, которые обеспечивают автоматизацию промышленных процессов. OPC-технология состоит из двух важных элементов:

• OPC-клиент, в роли которого выступают различные аппаратные устройства, чей процесс необходимо автоматизировать;

• OPC-сервер, который служит «посредником» между OPC-клиентом и лицом, управляющим автоматизацией.

Благодаря OPC-серверу  удалось систематизировать процесс автоматизации, потому что пропала необходимость воздействовать на каждое аппаратное устройство по отдельности, отталкиваясь от его специфики. Теперь лицу, управляющему автоматизацией, нужно воздействовать исключительно на OPC-сервер, а тот уже, в свою очередь, самостоятельно передает команды OPC-клиентам.