各種工業(yè)標準,無論是OPC或者XML,都能提高系統(tǒng)的互操作性和無縫的信息交換。
工程師總是需要一個較好的方式完成數(shù)據(jù)從I/O設(shè)備到控制器數(shù)據(jù)表,再到他們的HMI/SCADA的傳遞。傳統(tǒng)的方法一般就是將比特模塊從專有網(wǎng)絡(luò)或其他低速網(wǎng)絡(luò)上的遠程I/O或其他設(shè)備進行傳送?,F(xiàn)在,HMI軟件對于工廠運營的效率來說,越來越重要,公司注重以標準化的形式提高各個應(yīng)用方案和各個廠商的設(shè)備之間的通信。
大多數(shù)新推出的自動化軟件都是基于Microsoft Windows的,Microsoft 與各個自動化廠商的專業(yè)技術(shù)人員共同推出Microsoft‘s的對象鏈接與嵌入(Object Linking and Embedding,OLE)技術(shù),成為自動化信息交換技術(shù)的基礎(chǔ)。這樣產(chǎn)生了OPC(OLE for Process Control)和OPC組織(OPC Foundation)。
OPC DA(data access,數(shù)據(jù)讀?。┍还I(yè)行業(yè)廣泛接受。其中包括OLE在生產(chǎn)控制中的應(yīng)用。OPC Foundation主席Tom Burke提出"開放、生產(chǎn)力和連接性。"這個標準代表了為整個工 [table][tr][td][/td][/tr][/table]業(yè)行業(yè)帶來利益。
Omron Electronics的軟件產(chǎn)品市場經(jīng)理Joe Rubino認為OPC的應(yīng)用正不斷增加。"我們不再為老產(chǎn)品或低價產(chǎn)品提供驅(qū)動。我們可以采用OPC來解決這一問題。我們目前正努力進行標準化。最大的用途是PLC與操作員界面之間的數(shù)據(jù)通信,雖然用戶在做同樣的數(shù)據(jù)通信,他們采用OPC標準進行從HMI到HMI前段設(shè)備之間的通信。"
OPC,基于COM(component object model,組件對象模型)和DCOM(distributed component object model,分布式組件對象模型)技術(shù),由OLE和早期的DDE(dynamic data exchange,動態(tài)數(shù)據(jù)交換)發(fā)展而來。Rubino繼續(xù)指出, "根據(jù)客戶的反饋,我們得知,COM似乎是固態(tài)的。而對于DCOM,也有一些意見,特別在連接的穩(wěn)定性方面。當出現(xiàn)斷開情況,數(shù)據(jù)將出現(xiàn)很多問題。"
即使OPC DA已經(jīng)廣泛應(yīng)用,其他的技術(shù)也在不斷完善,控制工程師和他們的供應(yīng)商還是愿意進一步挖掘OPC DA的潛力。其中,最主要的是技術(shù)來自于Internet和 world wide web。嵌入的網(wǎng)頁向操作員界面提供的相關(guān)信息,以幫助維護和故障檢修的文檔??刂破骺梢越o工程師和維護技術(shù)人員發(fā)送e-mail,但仍有不少潛在問題。現(xiàn)在,出現(xiàn)了一個問題,如何最好地利用這些技術(shù)。

Internet正步入第三個時代:從連接性(FTP,e-mail)到表述性(HTML web pages),再到可編程性(XML和相關(guān)技術(shù))。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
另外一個問題,也是DCOM的缺點,難于穿越企業(yè)級防火墻。因為不少企業(yè)IT策略,都與控制工程師相關(guān),包括Internet技術(shù),其中新技術(shù)與企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)備的兼容性尤為重要。
XML(eXtensible Markup Language,可擴展標記語言)就是這樣的一項技術(shù)。它基于標準通用標記語言,由IBM實驗室在60年代末期開發(fā)。常用的HTML( HyperText Markup Language,超文本標記語言)是SGML的前期版本。這些語言已經(jīng)成為開放的、全球性的標準World Wide Web Consortium(W3C,
http://www.w3.org/)。
XML是一個基于文本的語言,它類似于HTML使用標簽。不同之處是XML標簽描述信息的類型和性質(zhì),而HTML標簽則是當兼容的瀏覽器訪問時,描述頁面是如何顯示。XML標簽有時類似于產(chǎn)品的名稱,輸出變量、序列號、儲存量等。
事實上,XML僅僅是軟件技術(shù)的一種,還需要尋找一種通用方法,可適用于設(shè)備和設(shè)備之間,平臺和平臺之間,無論硬件還是操作系統(tǒng)之間進行信息的傳送。其他的技術(shù)包括 eXtensible Style Sheet Language (可擴展設(shè)計語言,XSL),它能告訴計算機如何格式化XML信息,進行瀏覽;Document Type Definition(文檔類型定義,DTD),它定義一種類型的文檔的規(guī)則;Simple Object Access Protocol(簡單目標存取協(xié)議,SOAP),它定義了一個XML數(shù)據(jù)"信息",能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
最初的OPC XML的運行方式按照這種方式,OPC數(shù)據(jù)從現(xiàn)場設(shè)備到HMI/SCADA軟件,而XML數(shù)據(jù)從HMI到商用軟件,或從HMI到操作員界面瀏覽器。
SOAP是一個"輕量級"的信息格式,也適用于任何操作系統(tǒng)、平臺或編程語言。它集成了XML
信息,需要通過一個傳輸結(jié)構(gòu),如HTTP,將信息傳送給客戶。
OPC和XML結(jié)合
既然OPC已經(jīng)成為一個可行的控制信息交換標準,它僅僅需要不斷擴展它的Internet兼容性。那為什么OPC和XML不能結(jié)合呢?
OPC組織的成員早在2、3年前就開始考慮這個問題了。技術(shù)人員委員會已經(jīng)開始了艱苦的工作,致力于標準的制定。
OPC Foundation的市場副總裁Don Holley認為,委員會已經(jīng)在不斷開發(fā),將過程轉(zhuǎn)向Microsoft.Net。你能使一個現(xiàn)有的OPC數(shù)據(jù)存取XML服務(wù)器,并與Internet相連,或者你能建立一個XML.Net服務(wù)器,不需要COM/DCOM。我們知道,企業(yè)更愿意從XML接受信息而不是COM/DCOM。
OPC/XML委員會委員Jim Luth認為,在OPC/XML規(guī)范發(fā)布的緩慢是因為,XML是一個文本文件,不像COM(它像C++)那樣。我們發(fā)現(xiàn),一個執(zhí)行標準的好的方法是能從Microsoft .Net平臺獲得工具。雖然很多廠商采用COM用于非Microsoft平臺,XML將能更早地形成與高級商用 [table][tr][td][/td][/tr][/table]系統(tǒng)的集成。
USDATA的市場經(jīng)理Larry Bible認為,OPC實現(xiàn)HMI/PLC連接是重要的進步。它使軟件行業(yè)能集中在HMI的開發(fā)上。現(xiàn)在XML處理信息"金字塔"的頂端事務(wù),OPC則處理底層事務(wù)。
OPC的重要性
GE Fanuc的軟件開發(fā)副總裁Bernie Anger指出,"OPC最大的挑戰(zhàn)是需要在PC上運行。XML最讓人興奮的消息是,現(xiàn)在我們有OPC服務(wù)器和客戶機,支持任何Internet的XML,能進行新一代的通信。例如,控制器將支持OPC X,在PLC和Internet瀏覽器之間能進行直接通信。
Siemens E&A的工業(yè)軟件業(yè)務(wù)的總經(jīng)理Paul Camuti認為,OPC在工業(yè)行業(yè)中扮演重要角色。從一個支持技術(shù)來看,OPC DA的目的是降低集成完全不同的控制系統(tǒng)所需付出的代價。不久之前,集成HMI和控制系統(tǒng)的成本還是相當昂貴的,而且這些軟件部分的再次利用的比例是相當?shù)偷?。隨著這些標準的引入,完成他們之間連接的成本將大大降低。
OPC繼續(xù)在自動化行業(yè)中占據(jù)主導地位。這與OPC DX(data exchange,數(shù)據(jù)交換)相關(guān)?,F(xiàn)場總線和以太網(wǎng)相結(jié)合的系統(tǒng)中,OPC DX是一個相當重要的因素,能克服系統(tǒng)的通信壁壘,在提高不同供應(yīng)商的系統(tǒng)的協(xié)同工作能力時。
OPC DX標準能提供基于以太網(wǎng)上的可互操作的數(shù)據(jù)交換和服務(wù)器到服務(wù)器的通信。其中的一個重要意義是,每個重要的現(xiàn)場總線,包括FOUNDATION Fieldbus、 Profibus、ControlNet、和DeviceNet,每個都有其自己的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。這就好比是以太網(wǎng)的巴比通天塔(Babel Tower),混亂、不暢。相反,OPC Foundation成員發(fā)現(xiàn)不必破壞原有的大量工作而能使用戶受益。
ARC副總裁Dick Caro認為,這是這個世紀的重大新聞之一。為什么?因為Siemens和Rockwell以及其他的重要總線供應(yīng)商都開始加入。這很有可能成為解決總線之爭的最終方案。
深入了解
Rockwell Software的軟件結(jié)構(gòu)經(jīng)理John Baier表示,OPC DX和OPC XML有其各自的功能。DX允許OPC服務(wù)器之間的對等(peer-to-peer)信息傳送,允許用戶采用現(xiàn)有的OPC DA協(xié)議。當OPC DA已經(jīng)在HMI客戶端和OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器之間應(yīng)用,OPC DX現(xiàn)在增加分享OPC服務(wù)器之間數(shù)據(jù)的功能
OPC XML是一個新的標準,允許OPC或工廠級的數(shù)據(jù)能采用標準XML網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進行存取??蛻裟芡ㄟ^使用OPC XML得到OPC服務(wù)器的數(shù)據(jù),而且能通過防火墻。
OPC DX使用直接XML技術(shù),而不是OPC XML,對服務(wù)器進行配置。作為OPC XML的供應(yīng)商,服務(wù)器能非常容易地采用OPC XML進行數(shù)據(jù)交換。這樣,小型設(shè)備能獨自執(zhí)行OPC XML,而不是必須支持所有的OPC協(xié)議。在未來的幾年中,直接網(wǎng)絡(luò)存取設(shè)備的可視性將越來越多,從PLC到小型設(shè)備。
這被稱為第三代Internet。最早的一代是連接性和簡單的文本通信。然后第二代是網(wǎng)絡(luò)和信息顯示,如網(wǎng)頁。第三代是Internet上的信息交換。XML是第三代語言。
Microsoft Corp的工業(yè)經(jīng)理Peter Wengert認為,目前的XML和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)正不斷擴大,不僅是在Internet,而且深入到了車間級。開發(fā)人員能使用同樣的技術(shù),無論是控制、HMI、ERP還是供應(yīng)鏈。
其他的實用的開放標準的優(yōu)點是,大公司有很大范圍的產(chǎn)品能不斷開發(fā),小公司也有很多優(yōu)秀的思路。
Software Toolbox推出了一系列的OPC儀表 ActiveX控制,它能使組建操作員顯示界面,從數(shù)據(jù)采集到企業(yè)級別的OPC服務(wù)器。
當企業(yè)有了更多的理念,如"我們需要將實時工廠級數(shù)據(jù)集成到企業(yè)系統(tǒng)中,以提高客戶支持,降低成本",這些工具將幫助您解決不少問題。