基于OPC技术的工业通讯应用

OPC通讯协议介绍

一、引言

OPC（OLE for Process Control）通讯协议是一种用于工业自动化系统中的标准通讯协议。本文旨在介绍OPC通讯协议的基本原理、应用场景、通讯方式以及相关技术要点。

二、基本原理

1. OPC通讯协议的基本原理是通过客户端-服务器模型实现数据交换。客户端负责向服务器请求数据或发送控制命令，服务器则负责响应请求并提供相应的数据。

2. OPC通讯协议采用了面向对象的设计思想，将数据和功能封装成对象，并通过标准接口进行访问。这样可以提高系统的灵活性和可扩展性。

三、应用场景

OPC通讯协议广泛应用于工业自动化领域，包括但不限于以下场景：

1. 监控与控制系统：通过OPC通讯协议，可以实现对工业设备的实时监控和远程控制，提高生产效率和安全性。

2. 数据采集与分析：通过OPC通讯协议，可以方便地获取工业设备的实时数据，并进行分析和统计，从而优化生产过程。

3. SCADA系统：OPC通讯协议是SCADA（Supervisory Control And Data

Acquisition）系统中常用的通讯协议，用于实现对分布式控制系统的监控和控制。

4. 工业互联网：OPC通讯协议在工业互联网中扮演重要角色，通过与云平台的对接，实现设备间的数据交换和协同工作。

四、通讯方式 OPC通讯协议支持多种通讯方式，包括但不限于以下几种：

1. DCOM（Distributed Component Object Model）：基于微软的COM（Component Object Model）技术，通过网络实现分布式通讯。

2. OPC UA（OPC Unified Architecture）：是OPC通讯协议的下一代标准，采用了现代化的架构和技术，具有更好的安全性和跨平台性。

3. OPC DA（OPC Data Access）：是最早的OPC通讯协议，主要用于实现实时数据的读写。

OPC通讯在西门子PLC与LabVIEW通讯中的应用

文章主要介绍了使用LabVIEW作为上位机软件与西门子PLC通讯的实际应用。该应用中使用西门子300系列PLC，LabVIEW作为上位机组态软件，使用OPC通讯方式进行通讯。这种通讯方式简单易用，配置灵活，无需添加任何配置协议，而且具有很好的扩展、管理和可维护特性。

标签：西门子PLC；OPC通讯；LabVIEW

前言

近年来，随着科技的发展和进步，越来越多的上位机编程组态软件涌现出来，例如：wincc、ifix、组态王等等。它们多数为功能强大的组态软件，但是它们却有着点数与价格的限制，而且往往價格不菲。然而，LabVIEW做为一个完全开放的编程软件，它完全没有点数与价格的限制，并且它几乎能够与任何的工业接口进行通讯。

随着LabVIEW的推广和使用，越来越多的工业控制领域开始使用LabVIEW这一开放式的编程软件作为上位机控制软件。

文章将详细介绍一种极为简单的通讯方式。使用OPC通讯建立西门子300PLC与LabVIEW的通讯。

1 硬件配置

如图1所示：本应用中硬件包括西门子300PLC、S120变频器、西门子电机、上位机、网线等。

该系统中PLC与上位机，PLC与变频器之间的通讯均采用Ethernet网线通讯。

2 通讯配置

本系统中西门子300PLC与S120变频器之间的通讯以及300PLC程序的编写不再介绍，仅对PLC与上位机LabVIEW程序的通讯进行说明。

2.1 软件配置

（1）SIMATIC NET PC SOFTWARE V8.20SP1；

（2）STEP 7 V5.5SP1；

（3）LabVIEW2013。

SIMATIC NET 是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的 PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET 推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或国际标准，它们包括：工业以太网、AS-I、PROFIBUS、PROFIBUS PA；SIMATIC NET 系统包括：传输介质，网络配件和相应的传输设备，协议和服务，连接 PLC 和电脑到 LAN 网上的通讯处理器（CP 模块）。

opc通讯协议

OPC通讯协议。

OPC（OLE for Process Control）通讯协议是一种用于工业自动化领域的标准化数据交换协议，它的出现极大地促进了工业控制系统之间的互联互通。本文将介绍OPC通讯协议的基本概念、工作原理和应用场景。

首先，我们来了解一下OPC通讯协议的基本概念。OPC通讯协议是基于微软的COM（Component Object Model）技术的，它允许不同厂家、不同类型的控制设备之间实现数据的无缝通讯。通过OPC通讯协议，工程师可以方便地访问和控制各种不同类型的控制设备，无需关心设备之间的通讯细节，极大地简化了系统集成和维护的工作。

其次，我们来了解一下OPC通讯协议的工作原理。OPC通讯协议通过定义一套标准的接口和规范的数据格式，实现了不同设备之间的数据交换和通讯。它采用了面向对象的设计思想，将控制设备抽象为对象，通过统一的接口来访问和操作这些对象。这种设计使得工程师可以通过统一的方式来编程，无需关心底层设备的具体细节，大大提高了工程师的工作效率。

最后，我们来看一下OPC通讯协议的应用场景。OPC通讯协议广泛应用于工业自动化领域的各种控制系统中，如SCADA系统、DCS系统、PLC系统等。它不仅可以实现不同厂家、不同类型的设备之间的通讯，还可以实现不同层级、不同功能的系统之间的数据交换。通过OPC通讯协议，工程师可以方便地实现设备监控、数据采集、报警处理等功能，极大地提高了工业自动化系统的可靠性和可维护性。

总的来说，OPC通讯协议作为工业自动化领域的标准化数据交换协议，具有重要的意义和价值。它极大地促进了工业控制系统之间的互联互通，简化了系统集成和维护的工作，提高了工业自动化系统的可靠性和可维护性。相信随着工业自动化技术的不断发展，OPC通讯协议将会发挥越来越重要的作用，为工业自动化领域的发展注入新的动力。

第１期（总第１７０期）　２０１２年２月　机械工程与自动化　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴ（）ＭＡＴＩ（）Ｎ　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．　

文章编号：１６７２—６４１３（２０１２）０１—０１９２—０３　

ＯＰＣ技术及其在工业控制系统中的应用　

郭志刚　

（Ｌ太原重工股份有限公司技术中心，山西　太原　

Ｏ３ＯＯ２４）　，王文浩　

０３００２４；２．太原科技大学机械工程学院．山西　太原　

摘要：介绍了（）ＰＣ技术的特点及其在工业自动化控制系统中的应用。并按照（）ＰＣ规范．基于西门子　

ＳｉｍａｔｉｃＮｅｔ二次开发接口开发出一个具有与（）ＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ服务器进行基本数据通讯能力的客户端。该客户端　

实现了异步、订阅等数据采集功能。　

关键词：（）ＰＣ；工业控制系统；二次开发；应用　

中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ａ　

１　ＯＰＣ技术简介　

０ＰＣ（０ＬＥ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，用于过程控制　

的ＯＬＥ）是为工业过程控制专门设计的ＯＬＥ技术，　

由ＯＰＣ基金会负责ＯＰＣ规范的制定和发布。　

根据开发软件功能的不同，ＯＰＣ制定了以下各　

领域的单独规范：　

（１）数据访问规范：该规范定义了ＯＰＣ服务器中　

一组ｃ（）Ｍ对象及其接口，并规定了客户对服务器程　

序进行数据读写时需要遵循的标准。基于微软公司的　

ＤＣＯＭ开发技术，ＯＰＣ实现了对于远程数据的访问。　

（２）报警和事件处理规范：该规范提供了一种通　

知机制，在指定事件或报警条件发生时，ＯＰＣ服务　

器能够主动通知客户端。　

（３）历史数据访问规范：该规范提供了一种通用　

历史数据引擎，可以向需要的用户或客户端程序提供　

数据汇总和数据分析等信息。　

（４）安全性规范：该规范提供了一种专门的机制　

来保护ＯＰＣ服务器中的现场数据，防止未授权的操　

作误修改这些参数。　

（５）批量过程规范：该规范基于ＯＰＣ数据存取　

规范和ＩＳＡ８８系列批量控制标准，提供了一种存取　

实时批量数据和设备信息的方法。［１３