实时数据库丰富的IO接口OPC

企业：控制网日期：2005-12-21领域：控制仪表点击数：6391 概述OPC协议是由OPC基金会制定的一个工业标准，它规范了过程控制和自动化软件与工业现场设备之间的接口。

OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control的缩写，它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。

OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，COM 就是Component Object Model，也就是组件对象模型。

DCOM中的D 是distributed（分布式）的意思，一般用于网络。

DCOM（分布式组件对象模型）是COM技术的扩展。

DCOM 通过处理网络协议的下层细节来支持网络中不同计算机上的对象间的通讯。

这样可以启用由多个协同完成同一任务的进程组成的分布式程序。

COM Internet 服务 (CIS) 最初是在 Windows NT 4.0 Service Pack 4 中发布的，它提供的附加支持，使得由于服务器端或客户网络上的代理服务器设置了防火墙而令其他协议无法使用时，DCOM 仍然能够通过Internet（使用 HTTP）使用。

因此以OLE/DCOM为基础的OPC，可以使OPC 客户通过利用DCOM连接到网络。

OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，提供给用户用于过程控制和工业自动化应用。

Microsoft的OLE/COM技术定义了各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据，从而使得OPC 能够提供通用的接口用于各种过程控制设备之间的通讯，不论过程中采用什么软件和设备。

复杂数据规范OPC技术的实现由两部分组成：OPC服务器和OPC客户应用部分。

OPC服务器完成的工作就是收集现场设备的数据信息，然后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。

OPC 客户端则通过标准的OPC接口接收数据信息。

在具体的实现过程中，用户可以根据自己的需要挑选相应的规范来使用。

opc技术规范是以microsoft的ole/com技术为基础，定义了一组接口规范。

它包括opc自动化接口（automation interface）和opc定制接口（custom interface）。

另外，opc技术规范定义的是opc服务器程序和客户机程序进行通讯的接口或通讯的方法。

1 opc对象与接口：opc服务器对象提供了对数据源进行存取（读/写）或通讯的方法，而数据源可以是现场的i/o设备，也可以是其它的应用程序。

通过接口，opc客户应用程序可以同时连到由一个或多个厂商提供的opc服务器上。

如图1所示。

opc服务器封装了与i/o控制设备进行通讯和访问数据的类型与名字及进行设备操作的代码。

2 opc数据存取（data access）规范：总体来说，opc数据存取规范包含几个对象：服务器对象（server object）、组对象（group object）、项对象（item object）。

opc服务器对象维护着服务器的信息，同时也是opc组对象的包容器。

opc组对象维护着它自己的信息并提供包容opc项的机制，同时管理opc项。

opc组提供客户应用程序组织数据的机制，例如：一个组可以包含一个显示面板所有数据的项，并可对数据进行读写。

在一些特殊情况下，还可以在组里建立客户应用程序与项的连接，并可以根据需要禁止或允许这种连接。

opc客户应用程序还可以修改opc服务器向opc 客户应用程序提交数据变化的刷新数率。

opc组有两种类型：公共组（public）和局部组（local or private）。

公共组可以为多个客户程序共享，而局部组只为某一个客户程序所有。

在每个组里，客户程序可以定义多个opc 项。

如图2所示。

opc项代表了与服务器里数据源的连接。

从定制接口（custom interface）角度来看，一个opc 项不能被opc客户程序作为一个对象来进行操作，因此，在opc项中没有定义外部接口。

OPC接口简介OPC（OLE for Process Control，进程控制的OLE）是一种开放的通信标准，用于在工业自动化系统中实现设备之间的数据交换。

该标准由OLE（Object Linking and Embedding，对象链接和嵌入）和DCOM（Distributed Component Object Model，分布式组件对象模型）技术组成，并由OPC基金会维护和推广。

OPC接口是OPC标准的核心组件之一，它定义了一整套用于访问OPC服务器和处理数据的API函数。

通过这些接口，应用程序可以轻松地与OPC服务器进行通信，以读取、写入和订阅实时数据、历史数据以及事件。

OPC接口分类根据功能和用途的不同，OPC接口可以分为以下三类：1.数据访问接口（Data Access Interface）：用于读取和写入实时数据，可以通过简单的API函数来访问和控制OPC服务器。

2.历史数据访问接口（Historical Data Access Interface）：用于访问和查询历史数据，可以获取特定时间段内的历史数据记录。

3.报警和事件接口（Alarm and Event Interface）：用于订阅和处理OPC服务器的报警和事件通知，可以实时监控设备状态的变化。

数据访问接口数据访问接口是OPC接口中最常用的一类接口，它提供了一套简单的API函数，用于读取和写入实时数据。

以下是一些常用的数据访问接口函数：•OPCEnumServers：列举本地计算机上可用的OPC服务器。

•OPCConnect：连接到指定的OPC服务器。

•OPCRead：读取指定项名的实时数据值。

•OPCWrite：写入指定项名的实时数据值。

•OPCBrowse：浏览指定OPC服务器上的数据项。

使用数据访问接口，可以快速建立与OPC服务器的连接，并进行数据的读取和写入。

历史数据访问接口历史数据访问接口用于访问和查询历史数据，可以获取特定时间段内的历史数据记录。

力控实时数据库系统的功能一个实时数据库系统的优劣，主要体现在它提供的功能是否齐备，系统性能是否优越。

实时数据库的数据库管理系统也具有一般DBMS的基本功能：永久数据管理，包括数据库的定义、存储、维护等。

有效的数据存取，各种数据操作、查询处理、存取方法、完整性检查。

事务管理，事务的概念、调度与并发控制、执行管理。

存取控制，安全性检验。

对数据库的可靠性进行控制。

传统的DBMS的设计目标是维护数据的绝对正确性、保证系统的低代价、提供友好的用户接口。

这种数据库系统对传统的商务和事务型应用是有效的、成功的，然而，它不适合实时应用，这关键在于它不考虑与数据及事务相联的定时限制，其系统的性能指标是吞吐量和平均响应时间，而不是数据及事务相联的定时限制，调度与处理决策根本不管各种实时特性。

与之相反，实时数据库管理系统的设计目标首先是对事务定时限制的满足，其基本原则是：宁要部分正确而及时的信息，也不要绝对正确但过时的信息。

系统性能指标是满足定时限制的事务的比率，它要求必须确保硬实时事务的截止期，必要时宁肯牺牲数据的准确性与一致性。

软实时事务满足截止期的比率相对较高，但要100%满足截止期很难或几乎不可能。

因此，除了上述一般DBMS的功能外，一个实时数据库管理系统还具有以下功能特性：1. 数据库状态的最新性，即尽可能地保持数据库的状态是不断变化的现实世界当前最真实状态的映像。

2. 数据值的时间一致性，即确保事务读取的数据是时间一致的。

3. 事务处理的“识时”性，即确保事务的及时处理，使其定时限制尤其是执行的截止期得以满足。

因此，实时数据库管理系统是传统DBMS与实时处理两者功能特性的完善或无缝集成。

它与传统DBMS的根本区别就在于具有对数据与事务施加和处理定时限制的能力。

组态软件因其应用领域主要为过程控制、自动化，所以它的实时数据库功能具体表现在：数据处理功能、并发处理功能、在线组态查询功能、对外开放功能等方面。

一个实时数据库功能的齐全与否、性能好坏对整个数据库系统性能的优劣起着决定作用。

PI实时数据库的OPC和API接口浅析1引言随着电厂信息化要求越来越高，SIS系统的建设逐渐走上历史舞台，很多电厂开始着手搭建自己的SIS网，而SIS的核心部分就是实时数据库系统。

说到实时数据库系统，目前的产品有很多，PI是其中重要的一员，由于它先进的旋转门压缩数据技术、加上运行稳定的特点，尽管价格高昂，它还是在国内拥有很大的市场占有率。

SIS系统的另一重要组成部分是实时数据库系统与现场设备之间的接口，衡量一个实时数据库系统的优劣，其接口系统是否具有开放性、灵活性和方便性是很重要的一方面。

在这点上，P I也具备了一流实时数据库系统应该具备的特点，它提供了对OPC、ODBC以及OLE DB的支持，另外，它还有C/C++、VB环境下的SDK开发工具包和PI-API接口函数库，利用PI-API和SDK，我们可以比较方便地开发我们自己的专用接口。

在台州发电厂的SIS项目实施过程中，我们用API开发了几个专业接口（如RTU系统的接口、电量统计系统的接口等），也利用了PI的OPC接口，完成了全电厂范围的数据采集，为今后SIS系统的进一步开发打好了基础。

以下就对OPC接口的应用和API接口函数的应用做一些介绍。

2 OPC接口的应用OPC（OLE FOR PROCESS CONTROL）是一个开放性的工业标准，它是由一些世界上著名的自动化系统和硬件、软件公司和Microsoft（微软）紧密合作而建立的，是微软公司的OLE 在过程控制方面的应用。

OPC以COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准。

采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发符合标准的OPC SERVER程序，而软件开发者不用再关心硬件驱动方面的技术问题，只要按标准开发OPC CLIENT程序就可完成与硬件的连接，这样不但提高了系统的开放性，也提高了软件开发的效率，使软件开发人员可以有更多的精力投入到其核心产品的开发上。

OPC接口介绍OPC（OLE for Process Control）是一种用于工业自动化领域的通信协议。

它允许不同的软件应用程序之间进行数据交换和通信，以实现实时监控和控制工程过程。

OPC接口是一个标准化的接口，它定义了一组用于访问和操纵OPC服务器的函数。

通过使用OPC接口，开发人员可以轻松地与各种OPC服务器进行通信，并获取和发送数据。

OPC接口分类根据使用的技术和实现的对象，OPC接口可以分为以下几种类型：1.OPC DA（Data Access）接口：用于实现实时数据的读取和写入，适用于获取实时监控数据的应用程序。

2.OPC HDA（Historical Data Access）接口：用于历史数据的读取，适用于获取历史数据和进行数据分析的应用程序。

3.OPC A&E（Alarm and Event）接口：用于获取报警和事件信息，适用于监控报警和事件的应用程序。

4.OPC DX（Data eXchange）接口：用于数据交换，适用于数据传输和同步的应用程序。

5.OPC XML-DA（XML Data Access）接口：基于XML的数据访问接口，适用于基于Web的应用程序。

OPC接口原理OPC接口的基本原理是通过客户端-服务器模型进行通信。

客户端应用程序作为数据的请求方，通过OPC接口调用函数来与服务器通信。

服务器则负责提供数据的读取、写入和事件报告功能。

通常情况下，OPC服务器和客户端应用程序位于不同的计算机上，通过网络进行通信。

客户端通过OPC接口向服务器发送请求，服务器根据请求进行处理，并将结果返回给客户端。

OPC接口的优势使用OPC接口可以带来以下几个优势：1.统一性：OPC接口定义了标准的函数和数据格式，使得不同厂商的OPC服务器和客户端应用程序可以无缝地进行通信，提高了设备和软件的互操作性。

2.可靠性：OPC接口使用成熟的通信协议和标准化的接口，经过了广泛的实践和验证，具有较高的可靠性和稳定性。

openPlant实时数据库上海麦杰科技股份有限公司2013年8月7日目录openPlant实时数据库 0openPlant实时数据库 (2)openPlant®实时数据库 (2)发展历程及里程碑 (2)业绩分布 (3)openPlant®系统架构 (3)丰富的I/O驱动 (4)开放的数据访问接口 (4)良好的平台兼容性 (5)完备的数据安全策略 (5)访问控制 (5)安全日志 (5)备份策略 (6)灵活的统计服务 (6)完善的客户端运用 (6)管理控制台 (6)图形组态工具 (7)趋势分析工具 (7)报警工具 (8)自定义报表工具 (8)过程回放工具 (9)openPlant® 的系统应用 (9)openPlant实时数据库openPlant®实时数据库openPlant®是上海麦杰科技自主研发的实时数据库系统，是一款针对海量动态数据进行采集、存储、分析和展示的数据库产品。

openPlant®实时数据库系统是构建智慧工厂、智慧城市的基础数据平台之一，在电力、环境监测、造纸、采矿、冶金、石油、天然气、化工、食品、制药、交通、管网、建筑、隧桥等领域有着非常广阔的应用前景。

发展历程及里程碑2000年8月，开发出实时数据库的雏形。

2000年10月，应用于小型火电厂生产过程监视系统。

2001年8月，openPlant® V1版本发布。

2003年7月，应用于大型火电厂厂级监控信息系统。

2004年9月，openPlant® V2 版本发布。

2007年10月，应用于核电领域。

2009年4月，应用于环保领域。

2009年5月，获得工信部”实时数据库研发及产业化”支持。

2009年X月，获得国家科技部创新基金支持2010年6月，openPlant® V3 版本发布。

2010年9月，应用于石油生产领域。

2011年8月，openPlant®嵌入式版本发布。

PI实时数据库的OPC和API接口浅析1引言随着电厂信息化要求越来越高，SIS系统的建设逐渐走上历史舞台，很多电厂开始着手搭建自己的SIS网，而SIS的核心部分就是实时数据库系统。

说到实时数据库系统，目前的产品有很多，PI是其中重要的一员，由于它先进的旋转门压缩数据技术、加上运行稳定的特点，尽管价格高昂，它还是在国内拥有很大的市场占有率。

SIS系统的另一重要组成部分是实时数据库系统与现场设备之间的接口，衡量一个实时数据库系统的优劣，其接口系统是否具有开放性、灵活性和方便性是很重要的一方面。

在这点上，P I也具备了一流实时数据库系统应该具备的特点，它提供了对OPC、ODBC以及OLE DB的支持，另外，它还有C/C++、VB环境下的SDK开发工具包和PI-API接口函数库，利用PI-API和SDK，我们可以比较方便地开发我们自己的专用接口。

在台州发电厂的SIS项目实施过程中，我们用API开发了几个专业接口（如RTU系统的接口、电量统计系统的接口等），也利用了PI的OPC接口，完成了全电厂范围的数据采集，为今后SIS系统的进一步开发打好了基础。

以下就对OPC接口的应用和API接口函数的应用做一些介绍。

2 OPC接口的应用OPC（OLE FOR PROCESS CONTROL）是一个开放性的工业标准，它是由一些世界上著名的自动化系统和硬件、软件公司和Microsoft（微软）紧密合作而建立的，是微软公司的OLE 在过程控制方面的应用。

OPC以COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准。

采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发符合标准的OPC SERVER程序，而软件开发者不用再关心硬件驱动方面的技术问题，只要按标准开发OPC CLIENT程序就可完成与硬件的连接，这样不但提高了系统的开放性，也提高了软件开发的效率，使软件开发人员可以有更多的精力投入到其核心产品的开发上。

OPC技术在企业实时数据库系统中的应用【摘要】工业生产信息化是未来企业信息化发展趋势。

面对不同的生产控制系统，如何有效的进行数据集成，消除“信息化孤岛”，为生产管理者提供有效的数据分析与应用，OPC（OLE For Process Control）技术提供了一个很好的方法。

通过采集多种控制系统的实时数据，实现生产全流程在线监控管理，提升企业管理效率和水平。

【关键词】OPC技术；TCP/IP协议1.前言随着信息技术的发展，数据库技术应用日益广泛，许多企业都建设了自动化控制系统，实时掌握运行数据，进行科学的分析和数据处理，提供优化决策，不仅能够合理的进行资源分配，还可以收获客观的经济回报。

伴随着企业的不断发展，扩建不同地域的工厂，配备多套不同厂家和型号生产设备和控制系统，导致生产控制系统层的“信息孤岛”现象，生产数据无法集中共享，从而使生产管理人员无法从整个生产工艺流程的角度去指导生产，优化工艺。

因此大型的石化企业建设分布式实时数据库系统，是迫切需要解决的问题。

2.数据集成技术2.1 常见技术比较在多控制系统的集成过程中，由于特定厂家的控制系统使用的控制网络和信息格式不一致，因此彼此之间不兼容，难以实现不同厂家的控制系统间以及控制系统与信息系统间的互操作。

解决不同系统间的集成问题有以下几种常见技术。

（1）DDE技术DDE（Dynamic Data Exchange）是在Windows平台下两个进程之间的数据交换及命令的传递，是基于消息的并且利用通常的Windows中的通信联络系统进行内部进程间的相互通信。

当通信数据量大时，数据刷新速度慢，容易出现死机现象。

因此，DDE只适合于配置简单的小型系统。

（2）ODBC技术ODBC（Open Database Connecticity，开放的数据库互连）是一个Microsoft 建议并开发的数据库访问API标准，目的是实现异构数据库的互连，为异构数据库提供一个框架，实现最大限度的互操作性。

力控组态软件的OPC支持----北京三维力控科技有限公司力控实时数据库支持OPC标准，作为OPC客户程序，它可以从其他OPC服务器程序中访问数据。

与DDE类似，当力控数据库作为客户端访问OPC服务器程序时，是将OPC服务器程序当作一个I/O设备。

数据库中的点参数通过I/O数据连接与OPC服务器程序进行数据交换。

一、OPC适应范围利用OPC技术，主要实现：1、在线数据监测。

实现了应用程序和工业控制设备之间高效、灵活的数据读写。

2、报警和事件处理。

提供了OPC服务器发生异常时，以及OPC服务器设定事件到来时向OPC客户发送通知的一种机制。

3、历史数据访问。

实现了读取、操作、编辑历史数据库的方法。

4、远程数据访问。

借助Microsoft的DCOM技术，OPC实现了高性能的远程数据访问能力。

二、力控的OPC设备力控充分利用了OPC服务器的强大性能，为工程人员提供方便高效的数据访问能力。

在力控中可以同时挂接任意多个OPC服务器，每个OPC服务器都被作为一个外部设备，工程人员可以定义、增加或删除它，如同一个PLC或仪表设备一样。

一般来说，工程人员在OPC服务器中定义通信的物理参数，定义需要采集的下位机变量（数据项）；然后在力控中定义力控变量和下位机变量（数据项）的对应关系。

在运行系统中，力控和每个OPC服务器建立连接，自动完成和OPC服务器之间的数据交换。

三、OPC基本概念OPC是OLE for Process Control的缩写，即把OLE应用于工业控制领域。

OPC服务器由三类对象组成，相当于三种层次上的接口：服务器（Server）、组（Group）和数据项（Item）。

1、服务器对象（Server）拥有服务器的所有信息，同时也是组对象（Group）的容器，一个服务器对应于一个OPC Server，即一种设备的驱动程序。

在一个Server中，可以有若干个组。

2. 组对象（Group）拥有本组的所有信息，同时包容并逻辑组织OPC数据项（Item）。

科远股份（SCIYON）实时数据库产品特点简介
SyncBASE是科远股份（SCIYON）推出的具有自主知识产权的实时数据库产品，是科远股份十多年热工自动化和信息化领域的经验与技术结晶，历经多年研发，它可以安全、稳定地实现与现场各种控制系统的接口，并能对采集的数据进行高效的数据压缩、实用的二次计算和长期的历史存储，可以在全厂范围内帮助企业实现实时数据共享，为提高企业生产管理水平、节约生产成本、增强企业竞争力提供了坚实的数据基础和科学依据。

技术优点
>>支持百万级测点容量
>>完备的数据分析与管理
软件
>>微秒级数据存储精度
>>丰富的现场控制系统接
口协议
>>跨平台设计，良好的兼
容性
>>分布式集群体系架构
>>自主高效的数据压缩技术
>>简便的数据备份恢复方式
>>特殊格式的索引与数据文件存储、查询快速
>>具备关系数据磁盘存储与查询
>>标准的SQL语言操作
>>支持API、OPC、ODBC、ADO、JDBC等二次开发接口。

收稿日期:2005-04-24;修返日期:2005-06-26基金项目:国家“863”计划资助项目(2001AA413020);国家“十五”科技攻关计划资助项目(2001BA204B 01);国家自然科学基金资助项目(60421002)基于OPC 标准的实时数据库接口技术与应用研究*徐丸天,苏宏业(浙江大学先进控制研究所工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州310027)摘 要:介绍了基于OPC 标准的实时数据库的APC-iOPC 接口软件模块的设计模式、基本框架及具有的优点。

在某化工企业的实时数据库系统中采用该技术获得了成功应用,进一步展望了APC-iOPC 接口软件有待完善的问题。

关键词:实时数据库;接口软件;设计模式;OPC 技术中图法分类号:TP311.13 文献标识码: A 文章编号:1001-3695(2006)05-0023-03In terface Techn iqu e of Rea l-t im e Dat abase Ba sed on OPC and Its Applicat ionXU Wa n-tian,S U Hong-ye(National Laboratory of Industr ial C ontr ol Technology,Institute of Advanced Process Control,Zhejiang University,H angzhou Zhejiang 310027,China)Abst ract :The design pat tern,fram ework a nd corresponding adv anta ges of AP C-iOPC interface m odule a re described bas ed onOPC t echnique.APC -iOPC int erfa ce soft wa re wa s successfully applied in t he real-t im e dat abas e sy stem for a chem ica l engi-neering factory .Fina lly,further developm ent of APC-iOPC interfa ce soft wa re m odule is discus sed.Key words:Rea l-tim e Data base;Interface S oftwa re;Des ig n Pa tt ern;OPC Technique自从20世纪70年代集散控制系统(DCS )出现以来,工业自动控制领域全面推广使用集散控制系统,并进一步引发了实时数据管理和实时数据库概念的出现。