工业现场总线有哪些一文带你搞懂
组件对象模型(COM)/分布式组件对象模型(DCOM)的终止
传统OPC应用之间的数据交换是基于微软的组件对象模型(COM)技术。因为视窗操作系统在世界范围内得到了广泛的应用,同时也促进了视窗计算机在自动化中的使用,所以COM技术也为OPC技术的广泛使用创造了条件。在2002年初,微软发布了新的.NET框架并且宣布COM技术的停止研发。虽然这不意味着将来的视窗操作系统不支持COM,但作为停止的结果,传统OPC的基础技术已经不再发展,或早或晚要被淘汰,所以要寻求新的替代方案。
COM的局限
上世纪90年代,随着视窗计算机的普及,微软COM/DCOM技术引入的一组特性,得到了家庭计算机用户和工业自动化用户的高度欣赏。这些特性包括了拷贝与粘贴、拖拽与投放、链接与嵌入。DCOM还提供了完整的通信基础架构,并带有必要的安全机制,如授权、鉴权和加密。然而,DCOM安全机制同时也对安装工程师、系统集成商和开发者管理项目提出了挑战,其中包括跨越PC远程访问数据和程序。此外,由于需要多个端口建立连接,使得防火墙设置变得复杂,对信息安全造成威胁。
OPC通信穿过防火墙
为了解决这一问题,在非视窗平台使用OPC时遇到的困难,一种被广泛接受的人工智能策略——隧道技术,被引入到OPCUA中,以此来弥补传统OPC产品中DCOM限制的问题。这使得在IT行业常用的Unix或者Linux系统,以及嵌入式设备领域,即使没有支持DCOM,也能实现跨平台无缝通信。
通过Web服务实现跨平台 OPC 通信
随着2003年的 OPCXML-DA 规范发布, OP C基金会首次展示了一种独立于视窗平台而又克服 D COM 限制 的方法。一方面,这种基于 Web 服务 的 OP C 技术为不同操作系统之间实现无缝通信提供了解决方案;另一方面,由于其较慢的事务处理速度,其适用场景受到了一定程度上的限制。
统一数据模型
目前市场上存在三种不同的 OPC 服务器:数据访问服务器、报警与事件服务器以及历史数据访问服务器。如果用户需要获取一个温度传感器当前值、一旦温度超过限定值产生事件以及该温度历史平均值,那么他必须发送三个请求,每个请求分别访问三个不同的服务器。这导致过程数据、三个对象模型以及如何从各自单独实例调用它们成为重要议题。
支持复杂数据结构
为了配置设备,将数值写入到指定类型,然后通过 OPC 服务器将其送达设备,这涉及到描述元件意义及其逻辑结构。在这个背景下,对复杂数据规范进行定义以便描述复杂结构变成了必需,而大部分现有的市场上传统 OPC 产品都无法直接利用这些规范。
保证通信不会丢失任何信息
最初定义的大量读取可以让客户端周期性的获得过程状态更新。如果物理网络连接发生故障,在 OPC 客户端与远程 OPC 服务器间断开的情况下可能会导致丢失或误差。当这种情况发生时,有些应用可能并不太关注,但对于某些关键任务来说则非常重要,比如记录趋势曲线或监控过程状态等,从而确保连续运行环境下的稳定性和可靠性需求得到满足。
增加非授权访问保护措施
随着自动化行业网络化程度不断提高,当办公室网络与生产现场网络相互融合时,对外围未经授权的人员进行控制变得尤为重要。此外,由于犯罪活动日益增多,加强对远程维护和远程控制概念实施进一步提升了对信息安全要求。而许多现有的标准并不具备这样的功能,因此新兴标准应更加重视信息安全考虑。
支持新的命令调用能力:
除了读写数值之外,还有一系列执行命令所需,如启动驱动器或下载文件至设备等。在很多应用中,这样的功能不可或缺。但遗憾的是,大多数今天市场上的传统 OP C 支持仅限于简单读写,不具备执行更高级别指令能力,而这正是新兴标准如 OC U A 提供给我们的优势之一,它允许我们有效地执行各种命令,从而扩展我们的业务范围,并优化生产流程。