OPC架构之上的公共数据平台技术探讨

OPC UA PUB/SUB模式的研究与实现鄢孙杭王有为陈银桃罗冰（浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州310053）摘要：针对核电等工业现场设备对OPC UA Pub/Sub技术的需求，对OPC UA Pub/Sub规范进行了研究，分析OPC UA Pub/Sub模式的技术特点和应用场景，开发实现了符合规范的基于OPC UA服务器的Pub/Sub通讯模式。

该通讯模式使用OPC UA Cliant/Server连接模式进行OPC UA Pub/Sub的配置，使用OPC UA Pub/Sub模式进行数据传输。

与标准实现的应用进行通讯测试表明，该服务器具备OPC UA Pub/Sub数据传输能力。

关键词：OPC UA；OPC UA Pub/Sub；工业通讯随着“工业4.0”的发展,OPC UA规范为设备互联互通提供了支持，使得物联网、大数据等技术获得了极大的发展。

同时，OPC UA在各行业领域获得了极大的应用,如电力、油气。

随之而来的是工业网络环境复杂化、数据格式多样化、通讯效率降低等问题。

核电行业现场的数据想要接入工业物联网，势必需要一种高效的通信模式。

面对这些问题,OPC基金会提岀了OPC UA规范的第十四部分（PubSub）遥OPC UA面相对象的建模方式可以解决设备间数据格式五花八门导致的互联互通问题，通过OPC UA进行数据的信息建模，然后使用OPC UA的编码格式进行数据传输。

原有的OPC UA协议采用的是Cliant/Server架构，在信息模型之上通过绑定通道的方式进行请求式的点对点通讯。

这的确解决了设备间的数据互联互通问题，但是，在工业物联网的大环境下，海量的工业数据需要进行共享，点对点的传输模式对资源的占用会随着连接的增加而增加，导致核电工业现场的数据通讯效率降低。

OPC UA Pub/Sub机制下的网络，可以实现点对多点的组播式通讯,数据发送者不需要知道有多少接收者及他们是否就绪，就可以基于信息模型发布信息。

基于OPC和.NET的数据采集系统探究摘要：针对目前设备远程数据采集中出现的不足。

对基于opc 和.net的设备数据采集系统的实现技术进行了探究。

分析了基于.net技术的数据采集系统总体架构，研究了opc-xml的服务实现机制，通过opc技术和.net编程实现了b/s模式下的远程数据访问。

关键词：数据采集；opc；.net中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01data acquisition system study on opc and .netli sen,hu meng(laiwu steel group automation,laiwu 271104,china)abstract:remote data acquisition equipment in the current shortfall. based on opc data acquisition system device technology was explored. analysis based on .net technology framework for the overall data acquisition system to study the opc-xml services implementation mechanism,and through opc technology .net programming the b/s mode,the remote data access.keywords:data acquisition;opc;.net随着现代it技术的不断发展，针对具有高科技含量的复杂设备，开发嵌入式web数据采集系统，为复杂设备的售后服务等提供支持，已经成为新的复杂设备协同服务模式的要求。

通过数据采集系统，数控机床等复杂设备的运行状态信息可以暴露给服务网络中分布在不同地理位置的远程设备制造商、远程专家、技术人员，方便进行设备的状态跟踪、故障诊断等服务。

OPC技术介绍OPC（OLE for Process Control）是一种应用于自动化领域的通信技术，它允许不同的硬件和软件系统之间进行实时的数据交换和通信。

OPC技术的引入大大简化了自动化系统中的数据传输和集成问题，提高了系统的可靠性和性能。

OPC技术的基本原理是通过使用标准化的接口和协议来实现数据通信。

它建立在微软的OLE（Object Linking and Embedding）技术之上，利用了OLE的功能来连接各种自动化设备和软件系统。

OPC技术的核心是OPC服务器，它可以连接到各种设备（如PLC、DCS、传感器等），并提供统一的接口和协议来进行数据交换。

1.开放性：OPC技术采用了开放的标准接口和协议，可以与各种不同的设备和系统进行通信。

这使得不同厂商的设备和软件可以轻松地进行集成和交互。

2.可靠性：OPC技术使用了高效的通信协议，可以实现实时的数据传输和通信。

它还提供了数据质量检查和错误处理机制，确保数据的可靠性和一致性。

3.灵活性：OPC技术提供了灵活的配置和管理功能，可以根据不同的应用需求进行定制和扩展。

它支持不同的数据类型和通信方式，可以适应不同的工业环境和设备要求。

4.易用性：OPC技术提供了友好的用户界面和操作接口，使得用户可以方便地进行配置和管理。

它还提供了丰富的工具和函数库，支持开发人员进行应用程序的开发和测试。

OPC技术的应用领域非常广泛，包括工业自动化、能源管理、建筑自动化、物联网等。

在工业自动化领域，OPC技术可以用于实时监控和控制系统，实现设备之间的数据交换和协调。

它还可以与其他系统（如MES、ERP等）进行集成，实现生产过程的优化和管理。

在能源管理领域，OPC 技术可以用于实时监测和控制能源消耗，提高能效和减少排放。

在建筑自动化领域，OPC技术可以用于楼宇管理系统，实现设备的自动控制和状态监测。

在物联网领域，OPC技术可以用于设备的远程监控和管理，实现实时的数据采集和分析。

OPC UA(OPC Unified Architecture，OPC统一体系架构)1. OPC UA 简介OPC UA(Unified Architecture)标准是OPC基金会2006年推出的一个新的工业软件应用接口规范，是企业软件架构的一个全新方向。

OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性，以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。

2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足：1) 缺少跨平台通用性。

由于COM／DCOM对Microsoft平台的依赖性，使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。

2) 较难与Intemet应用程序集成。

由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据，因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。

DCOM 不适用于Internet 环境，它不支持通过Internet访问对象；3) COM 产生的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在Internet 上发送COM 报文非常困难。

4) 较难与企业应用程序连接。

企业应用程序需要实时的工业现场数据，这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。

但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口，因而不能进行连接。

促使OPC UA 出现的主要因素：1)工业应用软件正转向；2)客户端软件需要一个集成的API 集成现有OPC规范及各自独立的API；3)客户端软件需要对数据语义进行识别；4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。

针对上述因素和现有OPC 的不足，新规范OPC UA 主要通过以下方法来解决：1) OPC UA 的消息采用WSDL 定义，实现了规范的平台无关性；2) OPC UA 定义了一套集成的服务，解决了现有OPC 规范在应用时服务重叠的问题；3) OPC UA 采用了集成的地址空间，增加对象语义识别功能，并实现了对信息模型的支持；4) 另外，OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制，提高了安全性、可靠性等方面的性能。

通用OPC服务器研究与设计OPC（OLE for Process Control）服务器是一种用于实时过程控制的数据通信标准，由OLE（Object Linking and Embedding）技术发展而来。

随着工业自动化和信息化水平的不断提高，OPC服务器在各个领域得到了广泛应用。

然而，现有的OPC服务器通常针对特定领域或特定厂商的硬件设备进行开发，缺乏通用性和灵活性。

因此，本文旨在研究与设计一种通用的OPC服务器，以提高不同领域和不同设备之间的互操作性和兼容性。

通用OPC服务器应具备以下功能和性能需求：支持多种通信协议和数据格式，如Modbus、Profinet、OPC UA等；支持多元算术运算和逻辑运算，以及多种数学函数；支持实时数据采集和存储，以及历史数据查询；支持多种安全机制，如数据加密、访问控制等；高可靠性和稳定性，能够适应不同的工业环境。

目前，市面上已经存在一些通用OPC服务器产品，如西门子的OpenPCS、艾伦-布拉德利（Alen-Bradley）的PACSystems等。

这些产品具有一些共同特点，如支持多种通信协议、多元算术运算和逻辑运算等。

然而，它们也存在一些不足之处，如对新兴协议的支持不够完善、安全性设计存在漏洞等。

基于需求分析，通用OPC服务器的设计应遵循以下思路：整体架构设计：采用分层架构设计，将数据采集、数据处理、数据存储等功能独立成不同的层次，有利于模块化开发和维护。

功能模块设计：针对不同协议和数据格式，设计通用的数据采集模块和处理模块，提高代码复用率。

同时，设计统一的接口规范，方便不同模块之间的通信和交互。

安全性设计：在数据采集和传输过程中，采取多种安全措施，如数据加密、访问控制等。

对重要数据进行备份和恢复机制，确保数据的可靠性和完整性。

通用OPC服务器的实现过程包括以下几个步骤：选定开发语言和开发环境，如C++、Java等，以及对应的开发工具和平台；设计并实现通用OPC服务器的各个功能模块，包括数据采集、数据处理、数据存储等；按照需求分析中的功能和性能需求，进行模块测试和整体测试；对测试中遇到的问题进行调试和优化，确保通用OPC服务器的稳定性和可靠性。

数据共享平台的架构设计与实现随着互联网的发展以及大数据时代的到来，数据已经成为企业管理和决策过程中的重要资源，很多企业也开始逐渐重视数据的价值。

在这样的背景下，数据共享平台作为一种将各种数据和资源进行整合和共享的工具，已经成为了很多企业的重要组成部分。

本文将详细介绍数据共享平台的架构设计与实现。

一、数据共享平台的意义和特点数据共享平台是一种将各种数据和资源整合在一起，通过规范和标准化的方式进行数据的共享和交换，并支持多个系统、应用程序和人员的共同访问的平台。

其主要意义和特点如下：（1）实现多系统间的数据共享和交换。

（2）提高数据的安全性和可靠性。

（3）规范化和标准化数据的格式和接口。

（4）支持多种数据源的接入。

（5）支持多种数据格式的处理。

（6）支持多种数据分析和处理方式。

（7）支持多种应用程序和人员的共同访问。

二、数据共享平台的架构设计和实现数据共享平台的架构设计和实现是数据共享平台建设的核心和关键。

其主要包括以下几个方面：（1）技术架构数据共享平台的技术架构主要包括硬件设备、软件、网络及其它系统和工具等多个方面。

其中，硬件设备主要包括服务器、存储设备、网络设备等；软件方面主要包括操作系统、数据库、中间件、应用程序等；网络方面主要包括局域网、广域网、虚拟专用网等；其它方面主要包括安全管理、备份恢复、性能优化等。

（2）数据架构数据共享平台的数据架构主要包括数据模型、数据规范、数据接口、数据存储和数据处理等。

其中，数据模型是指数据在逻辑上的组织结构，包括数据的实体、属性、关系和约束等；数据规范是指数据格式、数据元、数据字典、代码表等的规范化和标准化；数据接口是指数据的输入输出接口，包括数据格式、数据交换协议和数据传输方式等；数据存储是指数据的物理存储方式，包括关系型数据库、非关系型数据库和文件系统等；数据处理是指数据的加工、分析和处理方式，包括数据挖掘、数据分析和数据可视化等。

（3）应用架构数据共享平台的应用架构主要包括应用程序和业务流程。

OPC UA(OPC Unified Architecture，OPC统一体系架构)1. OPC UA 简介OPC UA(Unified Architecture)标准是OPC基金会2006年推出的一个新的工业软件应用接口规范，是企业软件架构的一个全新方向。

OPC UA的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性，以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。

2. OPC UA 产生现有OPC 规范的不足：1) 缺少跨平台通用性。

由于COM／DCOM对Microsoft平台的依赖性，使得OPC-COM接口很难被应用到其它平台上。

2) 较难与Intemet应用程序集成。

由于网络防火墙会过滤掉大多数基于COM传输的数据，因此OPC-COM不能与Intemet应用程序进行交互。

DCOM 不适用于Internet 环境，它不支持通过Internet访问对象；3) COM 产生的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在Internet 上发送COM 报文非常困难。

4) 较难与企业应用程序连接。

企业应用程序需要实时的工业现场数据，这些数据通常来自具有OPC-COM接口的服务器。

但是这些上层应用程序大多没有与OPC-C0M服务器交互的OPC-COM接口，因而不能进行连接。

促使OPC UA 出现的主要因素：1)工业应用软件正转向；2)客户端软件需要一个集成的API 集成现有OPC规范及各自独立的API；3)客户端软件需要对数据语义进行识别；4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。

针对上述因素和现有OPC 的不足，新规范OPC UA 主要通过以下方法来解决：1) OPC UA 的消息采用WSDL 定义，实现了规范的平台无关性；2) OPC UA 定义了一套集成的服务，解决了现有OPC 规范在应用时服务重叠的问题；3) OPC UA 采用了集成的地址空间，增加对象语义识别功能，并实现了对信息模型的支持；4) 另外，OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制，提高了安全性、可靠性等方面的性能。

opcua 一些概念
OPC UA（Unified Architecture，统一架构）是下一代OPC标准，提供完整的、安全和可靠的跨平台架构，以获取实时和历史数据和时间。

它基于OPC基金会提供的新一代技术，提供安全、可靠和独立于厂商的服务，实现原始数据和预处理的信息从制造层级到生产计划或ERP层级的传输。

通过OPC UA，所有需要的信息在任何时间、任何地点对每个授权的应用、每个授权的人员都可用。

这种功能独立于制造厂商的原始应用、编程语言和操作系统。

OPC UA具有一些重要的特性，包括平台独立性、扩展性、高可靠性和连接互联网的能力。

它不再依靠DCOM，而是基于面向服务的架构（SOA），使OPC UA的使用更简便。

现在，OPC UA已经成为独立于微软、UNIX或其他的操作系统企业层和嵌入式自动组建之间的桥梁。

opcua协议讲解OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture，开放平台通信统一架构）是一种基于标准化协议的通信架构，用于在工业自动化系统中实现设备和系统之间的数据通信。

本文将以OPC UA协议为主题，介绍其基本概念、特点和应用场景。

一、OPC UA的基本概念OPC UA是一种面向服务的架构，它提供了一套规范，用于在不同平台、不同网络和不同设备之间进行可靠、安全和高效的通信。

它采用了现代化的设计理念，以实现可扩展性、互操作性和安全性。

OPC UA协议不仅仅是一种通信协议，更是一种通信框架，它定义了一系列服务、对象和方法，用于实现数据的读取、写入、订阅和事件通知等功能。

二、OPC UA的特点1. 可扩展性：OPC UA支持灵活的数据模型，可以根据实际需求定制通信对象和方法。

它还提供了灵活的安全机制，可以根据不同的场景和需求进行配置。

2. 互操作性：OPC UA协议定义了统一的数据模型和标准的接口，使得不同厂家、不同平台和不同设备之间可以实现互操作。

这为实现工业自动化系统的集成和协同提供了便利。

3. 安全性：OPC UA协议提供了多层次的安全机制，包括身份验证、加密传输和访问控制等。

它可以确保通信数据的机密性、完整性和可靠性，保护系统免受网络攻击和数据泄露的威胁。

4. 灵活性：OPC UA协议支持异步通信和发布-订阅模式，可以根据实际需求进行灵活的数据交换方式。

这使得系统可以高效地处理大量实时数据，并满足实时性和可用性的要求。

三、OPC UA的应用场景1. 工业自动化：OPC UA协议被广泛应用于工业自动化领域，用于实现设备和系统之间的数据通信。

它可以将传感器、执行器、控制器和监控系统等设备连接起来，实现数据的采集、控制和监测。

通过OPC UA协议，不同厂家的设备可以实现互操作，提高系统的可扩展性和灵活性。

2. 物联网：OPC UA协议可以与物联网技术结合，实现设备与云平台之间的数据传输。

opcua 原理OPCUA（Open Platform Communications Unified Architecture）是一种工业控制网络协议，实现了不同设备之间的通信交互，它已成为当前工业4.0时代的关键技术之一。

本文将围绕OPCUA原理展开论述，拥有以下几个方面：一、OPCUA架构OPCUA架构分为三个部分，即客户端、服务端和网络。

（1）客户端OPCUA客户端提供了一种接口，使用户可以在设备之间共享数据，支持读取、写入、订阅和历史查询等操作。

（2）服务端服务端为OPCUA架构中的核心组件，它运行在设备上，并负责处理客户端请求、管理节点和发布事件。

服务端还支持安全机制，例如加密通信、安全认证和权限管理等。

（3）网络OPCUA通过传输层协议进行通信，支持TCP/IP协议、HTTPS和WebSocket。

这些协议提供了不同级别的安全和保密性。

二、OPCUA节点OPCUA中的节点指的是可通过网络进行操作和读取的实体，每个节点都有自己的标识符和属性。

节点可以表示不同的对象，例如设备、变量、方法、事件等。

OPCUA标准定义了以下四种节点：（1）对象节点在OPCUA中，对象节点可以表示设备、系统或其他实体，它包含一组属性和一些方法。

（2）变量节点变量节点用于表示设备参数和状态，它提供了许多读取和写入变量值的方法。

（3）数据类型节点数据类型节点描述了一种数据类型，包括整数、浮点数、字符串等常用的数据类型。

（4）方法节点方法节点用于表示设备上可执行的任务，例如运行脚本、更新变量值等。

三、OPCUA通信OPCUA通信采用异步通信模式，即客户端向服务端发送请求，服务端处理请求并返回结果。

OPCUA通信还支持多种安全机制，包括传输层加密（TLS）和OPCUA安全相关协议。

以下是OPCUA通信的流程：（1）客户端向服务端发送请求客户端通过网络发送请求消息，请求消息中包含请求服务的对象节点、请求参数等信息。

（2）服务端处理请求服务端接收到请求后，使用节点信息进行数据交互，并执行指定的方法或读取特定的数据。

华北电力大学（保定）硕士学位论文OPC通信技术的研究与应用姓名：任巍曦申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程;控制理论与控制工程指导教师：梁伟平2011-03摘要OPC(OLE for Process Control)是在微软的COM/DCOM技术的基础上定义的一个工业标准接口，由OPC服务器和OPC客户端两部分组成，其开发具有语言无关性，当OPC规范升级时OPC服务器或OPC客户端只需要添加新的接口，开发和升级都很方便而且与旧版本的兼容性好。

OPC技术为工业过程控制领域提供了一种标准的数据访问机制，使得客户可以用统一的方式去访问各种不同的现场设备，进一步提高了控制系统的开放性。

本文的目的是如何利用OPC快速开发工具开发出高效的OPC服务器，文中详细介绍了OPC技术的基础COM技术，从COM的基本概念、COM特性到COM 的实现等多方面进行了剖析；深入分析了OPC通信机制，由于数据存取是OPC 应用程序直接面对的问题，所以本文主要分析了OPC工作原理、OPC 接口体系及OPC数据访问规范等对OPC应用程序的开发有重要指导作用的通信原理；重点对OPC服务器进行设计，应用快速开发工具GKOPCServer.dll开发了OPC服务器，并对其进行了测试，使其付诸于应用，进一步验证了OPC技术在系统集成方面的优势及普适性。

本文采用分析法与综合法相结合的研究方法，先从整体研究OPC技术的特点和意义，再对OPC技术的各个细节部分进行详细分析，从而设计出所需要的OPC服务器。

本文的创新点在于选取现场控制系统的Access 数据库作为OPC服务器采集信息的数据源，而没有针对具体的硬件设备开发独立的驱动程序，提高了OPC服务器的开发速度，降低了开发成本。

关键词：COM；OPC；通信；接口；数据库AbstractOPC (OLE for Process Control) is Microsoft's COM/DCOM technology, based on an industry standard interface composed by the OPC server and OPC client, the development of OPC server and OPC client is not dependent on specific language. When the OPC specification upgrades the software only needs to add new interfaces, the development and upgrading are very easy and good compatibility with older versions. OPC technology for industrial process control provides a standard data access mechanism, enabling customers to use a unified way to access a variety of field devices, to further enhance the openness of the control system.The purpose of this paper is how to use OPC development tools to develop rapid and efficient OPC server. From the basic concepts of COM, COM properties to COM implementation and other aspects were analyzed; depth analysis of OPC communication mechanism. As the OPC data access applications directly to the problem, so this paper analyzes the working principle of OPC, OPC interface system and the OPC Data Access which have an important guiding role for the development of OPC applications; designing the OPC server, using rapid development tools GKOPCServer.dll to develop the OPC server, and testing it to make it into the application. And to further demonstrate the advantages of OPC technology in system integration and universal. In this paper, analysis and synthesis method are combined together as the research method, researching from the overall character and significance of OPC technology, and then detailing the various parts of OPC technology in order to develop the OPC server. The innovation of this research is to select the Access database of control system as OPC server data source to collect information, and there is no specific development of a separate hardware device driver, improved development speed and reduced development costs.Keywords: COM；OPC；Communication；Interface；Database华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《OPC通信技术的研究与应用》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

opcua方法定义深入解析OPC UA方法：工业自动化中的关键组件OPC（开放平台通信）统一架构（OPC Unified Architecture，简称OPC UA）是工业自动化领域的一项重要标准，它提供了一种标准化的接口，使得不同厂商的设备和服务能够无缝地进行通信和数据交换。

其中，OPC UA方法是实现设备间高效交互的核心元素，本文将详细探讨OPC UA方法的定义、工作原理、应用场景以及其在工业4.0时代的重要作用。

一、OPC UA方法的定义OPC UA方法是一种基于模型的通信方式，它通过定义一组标准的数据模型，包括对象、属性、方法和事件，来描述设备的行为和状态。

在OPC UA框架中，方法是关键的一部分，它代表了设备执行的动作或操作，如启动、停止、调整参数等。

方法可以是读取（如获取设备状态）、写入（如设置设备参数）、计算（如实时处理数据）或触发事件（如报警）等。

二、OPC UA方法的工作原理在OPC UA体系中，每个设备都被抽象为一个或多个节点，这些节点包含了它们的属性和方法。

当一个客户端想要与设备交互时，首先需要建立连接并发现服务器上的相关节点。

然后，客户端可以通过调用节点的方法来发送请求，服务器接收到请求后，执行对应的方法，处理完后再将结果返回给客户端。

整个过程通过安全的、基于证书的身份验证和加密通信保障数据的安全性。

三、OPC UA方法的应用场景OPC UA方法广泛应用于各种工业自动化场景。

例如，在制造业中，它可以用于监控生产线的状态，通过调用设备的方法来启动或停止生产流程；在能源管理领域，可以用来调整和优化电力系统运行，如远程控制风力发电机的转速；在楼宇自动化中，可以通过调用HVAC系统的操作方法来调节温度和湿度。

此外，OPC UA方法还支持云端部署，使得设备可以在任何地点进行远程监控和管理。

四、OPC UA方法在工业4.0时代的角色随着工业4.0的到来，智能化、网络化和自适应成为了制造的核心特征。

应用研究APPLICATION RESEARCHCHINA INSTRUMENTATION2012年 第5期使用C++完成OPC客户端与DCS数据交换的研究与应用The Research and Application of How to Use C++ Complete OPC Client and DCS Server's Data Exchange孙庆文 李小军 孙永利（中冶京诚工程技术有限公司，北京 100176）摘 要：介绍使用Visual C++.net利用OPC规范完成与艾默生Ovation DCS服务器数据交换的步骤，完成了数据交换类的各项功能函数，实现了上位机与DCS之间的同步数据采集与写入。

提供的代码具备很强的通用性，可以很好地复用至其他的现场设备接口编码。

关键词：C++ OPC Ovation DCSAbstract：This paper describes how to use the Visual C++.net and OPC technology to complete the steps with Emerson Ovation DCS server's data exchange, Completion of the class's function of data exchang, To achieve synchronization between client and server data collection and writing. The code provided very versatile, can be a good reuse to other on-stie hardware.Key words：C++ OPC Ovation DCS 1 引言在OPC标准出现之前，上位机与现场设备之间的数据交换较为困难，一般使用DDE或对各个厂商的设备单独进行接口编程，这两种方法一是使用困难、难以维护与开发，另外是缺乏有效的管理机制与安全机制。

OPC数据采集系统的设计与实现一、设计概述OPC（OLE for Process Control，过程控制对象链接）数据采集是一种在工业自动化领域中广泛使用的技术，通过采集实时数据来监控和控制工厂生产过程。

本文将介绍一个基于OPC的数据采集系统的设计与实现，主要包括系统架构设计、数据采集模块设计和数据存储模块设计等。

二、系统架构设计1.系统组成该系统主要由以下组成部分构成：（1）数据采集模块：负责与OPC服务器通信，采集实时数据。

（2）数据存储模块：负责将采集到的数据存储到数据库中。

（3）数据展示模块：负责从数据库中读取数据并进行展示。

2.系统流程系统的流程如下：（1）数据采集模块从OPC服务器中获取实时数据。

（2）数据采集模块将采集到的数据通过网络协议传输给数据存储模块。

（3）数据存储模块将接收到的数据存储到数据库中。

（4）数据展示模块从数据库中读取数据并进行展示。

三、数据采集模块设计数据采集模块是整个系统中最关键的部分，主要负责与OPC服务器进行通信，并实时采集数据。

其设计如下：1.与OPC服务器通信数据采集模块通过OPC接口与OPC服务器建立连接，并使用函数库提供的API函数进行数据的读取和写入。

2.实时数据采集数据采集模块根据设定的采集周期，周期性地从OPC服务器中读取实时数据，并将其存储到内存中或直接传输给数据存储模块。

3.异常处理数据采集模块需要进行异常处理，包括与OPC服务器的连接异常、数据读取异常等。

当发生异常时，需要进行相应的错误处理，如重新连接OPC服务器、重新读取数据等。

四、数据存储模块设计数据存储模块负责将采集到的数据存储到数据库中，其设计如下：1.数据库设计选择适合存储实时数据的数据库，如MySQL、Oracle等，并设计相应的数据库表结构。

2.数据存储数据存储模块接收到数据后，将数据按照设定的存储规则存储到数据库中。

可以根据需求选择插入、更新或追加等方式。

3.数据备份为了保证数据的安全性，数据存储模块可以对存储的数据进行备份，如定期进行数据的导出或复制到其他存储介质中。

OPC协议解析-OPCUAOPC统⼀架构1为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好的推⼴OPC，OPC基⾦会近些年在之前OPC成功应⽤的基础上推出了⼀个新的OPC标准-OPC UA。

OPC UA接⼝协议包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA，只使⽤⼀个地址空间就能访问之前所有的对象，⽽且不受WINDOWS平台限制，因为它是从传输层Scoket以上来定义的，这点后⾯会提到，导致了灵活性和安全性⽐之前的OPC都提升了。

2 OPC UA的优势1）⼀个通⽤接⼝集成了之前所有OPC的特性和信息，A&E, DA,OPC XML DA or HDA2）更加开放，平台⽆关性，WINDOWS,Linux都能兼容3）扩展了对象类型，⽀持更复杂的数据类型⽐如变量，⽅法和事件4）在协议和应⽤层集成了安全功能，更加安全5）易于配置和使⽤核⼼的区别是因为OPC和OPC UA协议使⽤的TCP层不⼀样，如下：OPC是基于DOM/COM上，应⽤层最顶层；OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层. 其他⼀些区别：OPC虽然通过配置COM/DOM来提供数据加密和签名功能，配置防⽕墙，⽤户权限来让数据访问变得更加安全，但是会增加额外的⼯作量，尤其是对⾮IT的⼯程师来说；对于OPC UA，数据加密和签名，防⽕墙等都是默认的功能。

⽐如基于DOM的OPC使⽤的动态端⼝分配，端⼝不固定，让防⽕墙难以确定，⽽OPC UA的端⼝都是唯⼀的，⽐如SINUMERIK 840D是PORT 4840，SIMATIC S7是PORT 4845。

DOM/COM也可以⽣成不同级别的事件⽇志，但⽇志内容不够详细，只会提供“谁连接上服务器”这种，⽽对于OPC UA来说都是默认的功能，⽣成的⽇志内容更全⾯。

3 OPC UAOPC统⼀架构（OPC Unified Architecture）是OPC基⾦会（OPC Foundation）创建的新技术，更加安全、可靠、中性（与供应商⽆关），为制造现场到⽣产计划或企业资源计划（ERP）系统传输原始数据和预处理信息。

浅谈基于OPC技术的上位机与S7-300的通信研究论文OPC是一种被广为接受的开放式的工业通信标准,在工业控制领域越来越得到广泛应用。

OPC技术在工业控制领域的应用越来越广泛,并备受广大用户的青睐。

以下是店铺为大家精心准备的：浅谈基于OPC 技术的上位机与S7-300的通信研究相关论文。

内容仅供参考，欢迎阅读!浅谈基于OPC技术的上位机与S7-300的通信研究全文如下：1概述在工业自动化控制领域，采用PC作为上位机进行监控，以PLC控制现场设备是较常见的系统构建方式。

因此，如何解决上位机与PLC 之间的实时通信是自动化控制系统设计开发的重点之一。

开放式过程控制(OPC)技术是一种过程控制领域非常流行的数据交换技术，它的出现解决了各仪器接口不统一而无法互联的问题。

OPC是一种连接硬件装置或软件数据库等数据源与过程控制客户应用程序之间的标准化的接口协议，它可以显著地增强过程控制领域中的控制系统、现场设备、管理应用程序之间的互操作性，为实时综合监测系统的开发提供一条高效、可靠的新途径。

2上位机与S7-300通信的实现2.1软件和硬件的配置软件配置：SIMATIC NET，用于通信组态并配置OPC服务器(OPC.SimaticNET);STEP7，用于SIEMENS PLCS7-300的编程和OPC 服务器与S7-300连接通信的组态。

Visual Basic 6.0，用于上位机编程，编写OPC服务器客户端应用程序。

硬件配置：普通PC机、PS307电源模块、CPU315-2DP CPU模块、DO 32xDC输出模块，DI 32xDC输入模块，CP343-1以太网通信模块、网络双绞线。

其中CP343-1以太网通信模块用于实现PC与PLC以太网通信。

此外，PC机上还需要安装工业以太网网卡或直接使用普通网卡。

2.2OPC服务器与S7-300连接通讯的组态采用OPC技术，上位机与S7-300之间即可通过工业以太网实现实时通信。