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基于OPC技术规范的远程监控

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２００７年７月　第３ｌ卷第４期　安徽大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ　Ｊｕｌｙ　２００７　Ｖｏｌ＿３１　Ｎｏ．４　

基于ＯＰＣ技术规范的远程监控　

杨明建　，郭　辉　，刘胜军　，陆　伟　

（１．安徽大学电子科学与技术学院，安徽合肥２３００３９；　

２．中科大国祯信息技术有限公司，安徽合肥２３００３１）　

摘要：介绍一种通过采用ＯＰＣ数据交换接口规范实现的远程监控系统．提出采用双ＯＰＣ服务器　

架构实现远程监控，远程客户端不直接通过远程连接访问现场（源）ＯＰＣ服务器，而是访问同置于远端　

的远程（目标）ＯＰＣ服务器，避免了穿越网络执行数据链接的不确定过程，而且便于用户通过支持ＯＰＣ　

接口的组态软件或其他可视化ＯＰＣ客户端软件实现远程在线监控．　

关键词：远程监控；ＯＰＣ服务器；ＯＰＣ—ＤＸ（ＤＡＴＡ　ｅＸｃｈａｎｇｅ）　

中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—２１６２（２００７）０４—００４０—０４　

随着生产过程计算机监控系统由集中式监控向面向对象的全分布式结构的计算机监控方向发展，　

在信息处理功能模式上不仅表现为由现场控制、过程监控、调度管理、决策支持等构成的多层次结　

构…，而且，跨越Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的远程监控与远程技术支持功能也成为当代企业信息系统集成的重要组成部　

分．以ＯＬＥ（对象链接和嵌入技术）／ＤＣＯＭ（分散式组件对象模型）为技术基础的ＯＰＣ（ＯＬＥ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　

Ｃｏｎｔｒｏ１）　，以软件接口方法的技术规范形式为不同厂商的硬件设备、软件和系统定义了公共的接口，并　

在过程控制方面正得到迅速的推广应用．在企业的信息系统集成，包括现场设备与监控系统之间、监控　

系统内部各组件之间、监控系统与企业管理系统之间以及监控系统与Ｉｎｔｅｍｅｔ之间的信息集成，ＯＰＣ以　

连接件形式，按一套标准的ＣＯＭ对象、方法和属性，提供了方便的信息交换，解决了现场总线系统中异　

构网段之间数据交换、互操作及系统、设备和软件之间的互相连接与通信的问题．然而，客户端通过互联　

网的远程数据存取，服务器接口方法执行的响应时间相当长，且每当接口方法远程调用时，即使是相同　

的调用，客户应用都可能经历不同的响应时间．因而，穿越网络的远程接口访问／调用是一个不确定过　

程　．实际应用中，在远端作为一个多客户端的监控中心，而生产现场在地域上是分散的，即现场ＯＰＣ　

数据服务器位于不同的局域网上这样的分布式环境下，直接采用简单的ＯＰＣ客户／Ｎ务器关系模式，同　

一个监控中心的每一个客户端应用不仅都将面对远程接口访问的不确定过程，而且，都增加了网络寻址　

的额外开销及对远程连接信道的争用．本文提出了跨越网络的点对点双ＯＰＣ服务器的远程数据访问客　

户／服务器关系模式，实现跨越网络的分布式远程监控，　

１　系统架构与配置　

图１为双ＯＰＣ服务器——现场（源）ＯＰＣ服务器和远程（目标一监控中心）ＯＰＣ服务器——架构的　

远程监控系统ＯＰＣ客户／服务器数据链接关系示意．其设计原理是通过ＯＰＣ技术规范和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络　

技术实现ＯＰＣ数据接口的远程转移与数据映射，从而获取客户远程数据访问功能．远程客户通过ＯＰＣ　

客户端远程监控应用软件和远程ＯＰＣ服务器接口即可在远程对现场设备状态信息或生产状态信息进　

行组态和监控．由于接口的标准性，在ＯＰＣ服务器设计时，保持接口的同构性和数据映射的完整性，使　

得现场的数据和变量名称不发生任何改变，从而实现远端用户对生产现场的在线监控和虚拟现场组态．　

由图１可见，双ＯＰＣ服务器架构下，远程客户端不直接通过远程连接访问源（现场）ＯＰＣ服务器，而是访　

问同置于远端的目标（远程）ＯＰＣ服务器．从而即避免了穿越网络执行数据链接的不确定过程，有利于　

多客户应用／访问进程管理，而且便于所开发的远控系统同各种现场控制系统集成，以子单元　

收稿日期：２００６—０４—２９　

作者简介：杨明建（１９５４一），男，安徽合肥人，

安徽大学高级实验师　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　杨明建，等：基于ＯＰＣ技术规范的远程监控　４ｌ　

形式在不修改原现场监控应用程序的条件下嵌入已投入运行的控制系统，实现多客户多监控节点的生　

产过程状态的分布式远程监控．双ＯＰＣ服务器架构下的远程监控软件系统配置如图２所示．　

现场　—　＿－｛其他ＯＰＣ服务器　ＯＰＣ　现场　控系统　—————・Ｉｎ／ｅｒｎｅ／・・—————　服　．　ｏＰｃ接口．１　ＳＣＡＤＡ系统　务　．ｏ　ｃ接ｕ．Ｉ　ＤＣＳ系统　Ｉ　【ＯＰＣ远程通信接口服务Ｉ　器　

．－—————一　物理Ｉ／Ｏ　

图１　双ＯＰＣ服务器架构下的客户／服务器关系　

阍　

图２软件配置　

远程ＯＰＣ服务器内嵌的ＯＰＣ—ＤＸＳｅｒｖｅｒ功能负责远程与现场ＯＰＣ服务器的数据链接与数据交　

换，向客户应用程序提供数据访问（数据　写）接口，ＯＰＣ　ＲＴＳ（Ｒｅｍｏｔｅ—Ｔｒａｎｓｆｅｒ—ＳｅＩ３，ｒｅ）负责连入系　

统的ＯＰＣ服务器在网际问的数据通讯管理．同理，现场服务器的ＯＰＣ～ＤＸ　Ｓｅｒｖｅｒ功能负责与作为数据　

供应方的现场设备通信，获取现场数据，将来自硬件设备的数据通过标准的ＯＰＣ接口开放给现场授权　

客户，同时可以与多个ＯＰＣ服务器（提供ＯＰＣ数据接口的现场监控站或仪表设备等）进行通讯．远程与　

现场ＯＰＣ服务器之间通过ＯＰＣ—ＤＸ规范提供的数据交换操作实现数据交换．数据的远程传送由内嵌　

在ＯＰＣ服务器中的ＯＰＣ　ＲＴＳ（Ｒｅｍｏｔｅ—Ｔｒａｎｓｆｅｒ—Ｓｅｒｖｅ）通过计算机网络远程转移到远端服务器．图２　

中，ＯＰＣ—ＤＸ服务器包主要由服务器对象模块、服务器组态界面模块和ＯＰＣ驱动程序模块组成．服务　

器组态界面模块程序提供对ＤＸ数据库的流览，并根据监控组态要求与信息，实现对ＤＸ数据库的维护　

与管理．通过ＤＸ数据库　实现对源服务器（源服务器列表）的维护管理服务（源服务器添加、删除、修　

改等）及ＤＸ连接管理服务等．ＯＰＣ服务器对象模块是ＯＰＣ服务器程序与ＯＰＣ客户程序的交互部分，既　

ＯＰＣ服务器接口．现场ＯＰＣ驱动程序模块实现与现场控制设备的通信及与现场监控站上运行的支持　

ＯＰＣ通讯的控制软件（组态软件）的数据链接通讯．双ＯＰＣ服务器架构下现场ＯＰＣ服务器按照一定的　

刷新率把数据读进一个数据缓存区（ＣＡＣＨＥ），两服务器之间也是按照一定的时间频率（由ＯＰＣ数据项　

属性设定和网络通讯扫描时间确定）在数据缓存区交换所有数据．所以，远程客户对数据的访问（　

写）以ＣＡＣＨＥ数据为基本方式，当客户需要数据时，直接从数据缓存区（即ＣＡＣＨＥ）读取数据．为满足　

实际应用需求，服务器包仍然为客户在读取数据时提供ＤＥＶＩＣＥ数据的支持，即直接访问现场设备　

数据．　

２　ＤＸ服务器接口与数据链接　

ＤＸ服务器的实现基于ＯＰＣ规范中的数据交换规范ＯＰＣ　ＤＸ（ＯＰＣ　Ｄａｔａ　ｅＸｃｈａｎｇｅ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）．与　

ＯＰＣ—ＤＡ（数据访问规范）不同的是，ＯＰＣ　ＤＸ服务器不仅通过引用ＤＡ中的数据传送方法，向ＯＰＣ客　

户提供对数据的纵向访问接口，而且ＯＰＣ　ＤＸ接口允许客户通过组态配置，提供ＯＰＣ服务器之间的横　

向数据传送　ｊ，其ＯＰＣ系统集成关系如图３所示．采用该规范实现双ＯＰＣ服务器之间的数据交换，避　

免了远端服务器为获取现场数据而在两个服务器之间插入一个专用ＯＰＣ客户进行存储一转发的额外　

开销．图４为ＯＰＣ　ＤＸ服务器接口结构示意图　，ＯＰＣ　ＤＸ提供了从源（现场）ＯＰＣ服务器到目标（监控　

中心）ＯＰＣ服务器的横向数据传送，并建立与源（现场）ＯＰＣ服务器数据项对应的目标项．与现场数据入　

口对应的ＯＰＣ源项驻留在源服务器中，与每一源项对应的目标项驻留在远程（目标）服务器中．远程客　维普资讯 http://www.cqvip.com ４２　安徽大学学报（自然科学版）　第３ｌ卷　

户通过ＤＸ提供的数据访问接口访问目标项．由图４可见，ＯＰＣ　ＤＸ服务器通过ＤＸ连接　，透过一组一　

组的接口提供数据访问服务．在接口组织的逻辑层次上仍分为三层，分别是ＯＰＣＳｅｒｖｅｒ对象接口，ＯＰＣ　

组（Ｇｒｏｕｐ）及ＯＰＣ源项．每一个ＯＰＣＳｅｒｖｅｒ可以包含若干个ＯＰＣ组（ＯＰＣＧｒｏｕｐ），每一个ＯＰＣ组可以包　

含若干个数据项，其中每一个源项与一个目标项对应．而每一个源项对应一个实际的硬件装置上的某一　

个通道或端口、与ＤＡ服务器不同的是，ＤＸ服务器在其地址空间中创建一个ＤＸ数据库，含有对目标服　

务器、ＤＸ连接及源服务器的描述及一个源服务器表，ＤＸ服务器通过ＤＸ数据库储存管理ＤＸ连接．ＤＸ　

数据库中每一源服务器入口指定了其源服务器的地址及目标服务器为访问它而使用的接口类型．通过　

ＤＸ提供的源服务器连接（ＳｏｕｒｃｅＳｅｒｖｅｒＣｏｎｎｅｃｔｅｄ）属性设置，建立远程服务器与现场服务器之间的数据　

链接．每一个ＤＸ连接访问一个目标项，并与目标项呈一对一关系．通过ＤＸ连接属性的源项连接设置，　

控制从源项到目标项的数据传送．在ＤＸ提供的目标项连接状态属性ＴａｒｇｅｔＩｔｅｍＣｏｎｎｅｃｔｅｄ控制下，远程　

ＤＸ服务器获取对目标值的修改．简化的现场数据源数据到监控中心远程服务器的数据链接控制如图５　

所示．　

图３基于ＯＰＣ—ＤＸ的数据访问系统集成　

Ｉ　ＯＰＣ客户应用Ｊ　ＤＸ　ＤＸ服务器　ＤＸ接口　组态　组态ＤＸ连接　一　接口　

数据　ｌ　课服务器袭　Ｉ　通过ＤＡ接口访『口Ｊ目标数据　访问　＼＼ｌ　ＯＰＣ组（Ｇｒｏｕｐｓ）　Ｉ　接口　、ｔ＼课项组态表　Ｉ　

数据　

．　。　交换　接口　

图４　ＯＰＣ—ＤＸ服务器接口结构与数据访问链接　

—　

图５现场ＯＰＣ源项到ＯＰＣ目标值刷新的数据流控制　

３污水处理远程监控应用　

图６示出了所实现的基于ＯＰＣ规范和组态软件与网络技术结合的污水处理远程监控系统．现场　

ＯＰＣ—ＤＸ数据通讯服务器利用ＯＰＣ通讯与污水厂上位机监控系统进行数据交换，获得污水处理过程　

数据．通信控制服务包ＯＰＣ—ＲＴＳ将ＯＰＣ数据通过互联网传送到远程监控中心的远端ＯＰＣ数据通讯服　

务器．远程ＯＰＣ—ＤＸ数据服务器再通过ＯＰＣ接口将污水厂的过程数据提供给客户端工控组态软件，进　

行可视化重现来实现远程监控．在所实现的远控系统中，远程ＯＰＣ服务器通过ＯＰＣ接口向设置在远控　

中心的组态软件服务器提供ＯＰＣ数据服务，实现对分布在各地的污水厂现场运行数据的访问．

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OPC通讯协议介绍

OPC通讯协议介绍

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技术介绍

OPC技术介绍

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。

基于BS网络结构的远程监控系统研发方案

基于BS网络结构的远程监控系统研发方案

基于B/S网络结构的远程监控系统研发方案

一、前言

随着企业网络的集成化发展，Internet技术与控制技术融合在一起，远程操纵生产过程技术成为自动化技术的重要研究内容。在工业自动化领域里，控制网络也正向体系结构的开放性方向发展，信息沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备到控制、管理的各个层次，基于Internet/Intranet的企业综合自动化方案已经成为热门的研究方向.

通过Internet浏览器相关人员能够进行生产过程的远程监视，远程设备调试和远程设备故障诊断、处理，不但可以提高企业自动化水平，实现无人职守，而且在很大程度上为企业生产运作的科学管理、安全运行和有效维护奠定了坚实的基础。但是，由于网络延时的存在，基于网络的控制系统不可能是一种闭环控制，采用的是远程监督控制方案，而逻辑控制功能由现场设备层完成。本文根据这一思想提出基于B/S结构进行的网络控制，并开发了一套基于PLC和变频器的实时远程控制系统，该系统集软件开发技术、PLC技术、变频控制技术，网络通信技术于一体

目前从结构模式上讲，有B/S(Browser/Server)结构和C/S(Client/Server)结构。

二、B/S结构和C/S结构的比较

C/S结构就是传统意义上的客户机/服务器模式，系统任务分别由客户机和服务器来完成。服务器具有数据采集、控制和与客户机通信的功能；客户端则包括与服务器通信和用户界面模块。这是一种典型的“瘦服务器/肥客户机”的模式，它有以下缺点：

1. 部署困难，除了要安装服务器软件外，对每台客户机都要安装客户软件的一份拷贝。

满足不了客户端跨平台的要求。一般来说，客户端的操作系统是不同的，与此对应的客户端程序也是不同的。但是，为每一种操作系统设计一个客户端程序是不现实的。而要求客户放弃已有的操作系统来购买一新的操作系统会使客户付出很大的代价。

2. 管理、维修费用高、难度大。

油库油气回收远程在线监控系统

油库油气回收远程在线监控系统

油库油气回收远程在线监控系统

王振中;张卫华;李俊杰;吴锋棒

【摘 要】基于OPC、C/S网络通信及XML等技术,在C#平台下开发了储油库油气回收远程在线监控系统,实现了对储油库生产过程中所排放油气回收.现场实际应用表明:该系统具有良好的实时性、兼容性和可靠性,完全满足实际应用要求.

【期刊名称】《化工自动化及仪表》

【年(卷),期】2014(041)004

【总页数】4页(P445-447,468)

【关键词】储油库;油气回收;远程监控;OPC;C/S;C#

【作 者】王振中;张卫华;李俊杰;吴锋棒

【作者单位】中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院,山东青岛266071;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院,山东青岛266071;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院,山东青岛266071;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院,山东青岛266071

【正文语种】中 文

【中图分类】TH865

成品油的主要成分为碳氢化合物，其所含轻质组分具有较强的挥发性，在油品的生产、存储及运输等过程中会排放大量的挥发性有机气体。这不仅降低了油品质量，造成资源浪费和环境污染，而且给生产过程也有安全隐患[1]，在储罐服役过程中，由于储存各种有害的、腐蚀性介质而导致的安全运行问题也日益凸显[2]。为减少并控制储油库在生产过程中向大气排放的油气总量，国家环保总局于2007年发布实施了GB 20950-2007《储油库大气污染物排放标准》，要求各地油库在规定时限内完成油气回收改造工作[3]。

为了便于实时了解各油库油气回收装置的工作情况，工作人员通过远程控制方式逐个访问所有的油气回收远程在线监控系统的上位机，并对故障情况进行统计处理，这种方式在系统终端较少的情况下是可行的。近年来，随着各储油库油气回收装置数量的逐步增加，通过人工远程访问查询所有装置的运行情况成为一项耗时耗力的工作。为此，笔者基于OPC及多线程网络通信等技术开发实时在线油库油气回收远程监控系统。