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探索工业通信的未来:从OPC到OPC DA,再到OPC UA的演变历程

时间:2024-11-18      阅读:161

  随着工业 4.0 和工业物联网技术的发展, 通快集团(TRUMPF)也致力于数字化产品的研发与推广,现有的数字化产品包括 OPCUA 接口以及基于 OPCUA 通信协议开发的质量数据存储软件(Quality Data Storage),智能看板(SmartView)及激光器及机床状态监测服务(Condition Monitoring)。OPCUA 协议在其中扮演了一个核心角色。那么为何 OPCUA 的地位如此重要?
 
  工业自动化的挑战与统一
 
  在传统的工业自动化领域中,硬件驱动器和与其连接的应用程序之间,并没有统一的标准接口。不同的厂商生产的设备使用不同的通信协议,导致设备之前难以通信。这给工业自动化带来了,诸如数据集成困难、系统复杂等问题。此外,在控制系统软件开发的成本中,设备的应用程序设计费用通常占七成,而开发设备间连接接口占三成。为了解决这些问题,自动化供应商成立了一个工作组,负责开发数据访问标准。
 
  OPC发展历程
 
OPC 发展历程
 
  01 1990 年开始,微软操作系统统治了整个工业自动化领域
 
  微软具有的技术:OLE  (Object Linking and Embedding,对象连接与嵌入),COM (Component Object Model,组件对象模型技术),DCOM (Distributed Component Object Model,分布式组件对象技术)。这些技术定义和实现了允许应用程序作为软件“对象”而进行“连接”的机制,实现了“客户端程序对象“对“服务器程序对象”的访问。
 
  基于微软 OLE,COM 和 DCOM 的数据访问标准,自动化供应商工作组开发了OPC (OLE for Process Control,用于过程控制的OLE)。
 
  02 该工作组成立后发布了 OPC DA (OPC Data Access,基于 OPC 标准的数据访问)
 
  其它的软硬件供应商也开始使用 OPC 作为其互操作性的机制。但随着时间的推移,人们越来越清晰地意识到行业内,需要一个可提供合规性和互操作性的标准检验及认证的正式组织。OPC标准发布于 1996 年,目的是将 PLC(可编程逻辑控制器)特定协议(如 Modbus、Profibus 等)抽象为一个标准化接口,使 HMI(人机界面)/SCADA(数据采集与监控系统)系统能够与“中间人”对接,实现通用 OPC 读写请求与设备特定请求的相互转换。因此,一个小型产业应运而生,使最终用户能够通过 OPC 无缝集成来自多个供应商的优质产品。
 
  03 2000年以后,linux系统,wince系统等逐渐应用在自动化设备中。
 
  由于这些设备使用微软 Windows 以外的系统而不能使用 COM,DCOM 技术,甚至开发者也不愿意在这些设备上使用这些技术和应用,因此现有的 OPC 标准局限于微软 Windows 系统的使用。于是 OPC 基金会创建的 OPC UA (开放平台通信统一架构) 规范发布,解决了跨平台通信这一难题。
 
  04 2010年后,通快集团(TRUMPF)加入 OPC 基金会,致力于研发 OPCUA 接口及基于 OPCUA 协议的数字化产品。
 
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