آموزش و مشاوره:  |  فروش و اجرا: 43 59 361 0919  |  33 59 361 0919

ایمیل ramacontrol.co@gmail.com

ساعت کاری 8 تا 17

OPC چیست

OPC چیست

OPC مخفف OLE for Process Control است.قبل از صحبت در مورد OPC چیست لازم است کمی با OLE آشنا شوید .از فناوری OLE برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات میان چند نرم افزار استفاده میشود.

به عنوان مثال میتوان اطلاعات Excel را در Word صدا زد و استفاده کرد.

و اما OPC چیست ، در واقع نوع صنعتی OLE می باشد که میتوان از آن در کنترل کننده هایی مانند PLC در هر محیط برنامه نویسی استفاده کرد.

 اوپی سی مجموعه ای از توابع استانداردی است که در کتابخانه های نرم افزار OPC server جمع آوری شده است.

اين استاندارد بر مبناي تكنولوژي OLE/DCOM شركت Microsoft  تعريف شده است.

کاربرد OPC چیست

هدف از تعريف او پی سی ، افزايش كارآيي و استاندارد نمودن ارتباط ميان منابع داده ( دستگاههايي كه متغيرهاي پروسه را اندازه گيري و جمع آوري مي كنند ) و مصرف كنندگان داده ( مراكز نمايش و كنترل پروسه ) مي باشد .

 اين استاندارد مستقل از محيط سخت افزاري منبع داده و درايورهاي آن عمل مي كند و امكان سازگار كردن سخت افزارها و نرم افزارها را در محيط هاي صنعتي و اتوماسيون امكان پذير مي نمايد .

با توجه به فراوانی برند ها و تامین کنندگان مختلف تجهیزات اتوماسیون در یک دستگاه یا واحد صنعتی، بکارگیری روشی یکسان و استاندارد برای برقراری ارتباط بین این تجهیزات با نرم افزار های مانیتورینگ الزامی است.

نرم افزار های OPC Server وظیفه بر قراری این ارتباط را بر عهده دارند.

تا طراح و یا برنامه نویس فارق از پروتکل های سخت افزاری و نرم افزاری به توسعه و طراحی سیستم مانیتورینگ و کنترلی بپردازد.

یا از نرم افزار هایی که بدین منظور تولید شده اند استفاده نماید.

شماتیک سیستم OPc

مزایای استفاده از OPC

  • عدم نیاز به درایورهای متعدد به منظور برقراری ارتباط با تجهیزات و کنترلرها
  • پشتیبانی اکثریت قریب به اتفاق کمپانی های صنعتی از استاندارد   OPC
  • برقراری ارتباط امن بین تجهیزات و نرم افزارهای صنعتی با سیستمها و سرویسهای مبتنی بر IT و وب
  • کاهش بار پردازشی بر روی برنامه های همچون  HMIو SCADA
  • یکپارچه سازی سیستم اتوماسیون
ساختار سیستم OPC

ساختار سیستم OPC

تمام استانداردهای OPC  براساس سازوکار مدل Client/Server  است.

همان طور که از نام آن برمی آید، این مدل نمایانگر شیوه ارتباط بین دو برنامه است، که Client می بایست یک درخواست سرویس  به برنامه server بدهد، و server است که پاسخ درخواست را آماده و ارسال می کند.

در واقع به صورت یک مبدل پروتکل عمل می کند.

به این ترتیب که ابتدا با تجهیزات Field  از جمله PLC ها ، RTU ها و BCU ها ارتباط برقرار نموده و اطلاعات مربوط به سیگنالهای آنها را می خواند سپس  پروتکل آن را به OPC تبدیل می نماید.

 نرم افزار OPC Client به وسیله تکنولوژی COM  یا DCOM با نرم افززار OPC SERVER ارتباط برقرار  نموده و اطلاعات مورد نیاز خود را طبق برنامه ای که برای آن پیکر بندی شده دریافت میکند.

لازم به ذکر است که هر OPC SERVER دارای یک Class identification (CLSID) و یک Program Identification (Prog ID) می باشد.

  • CLSID یک شماره سریال 128 بیتی خاص است که برای هر برنامه منحصر به فرد است.
  • PROGID یک اسم است که شرکت تولید کننده به OPC اختصاص داده است.
ساختار OPC

انواع OPC

موسسه OPCFoundation چندید نوع OPC که هریک برای مقاصد مختلف به کار می روند را  در بازه های زمانی مختلف ارائه نموده است. این انواع به صورت زیر است :

  • OPC DA(Data Access)
  • OPC DX(Data Exchange)
  • OPC HDA(Historical Data Access)
  • OPC E&A(Event And Alarm)
  • OPC XML-DA
  • OPC UA(Unified Architecture)

(OPC DA(Data Access

متدوالترین نوع OPC چیست ، متدوالترین نوع OPC DA ،OPCمی باشد و وظیفه آن برقراری یک ارتباط  بین تجهیزات  fieldمانند PLCها و HMI ها می باشد.

این نوع ساده ترین نوع او پی سی می باشد. دراین نوع  سه مشخصه یک سیگنال بین سرور و کلاینت جابجا می شود.

  • VALUE
  • Quality of the value
  • Time stamp

OPS DA دارای سه نسخه 1 ، 2 و 3 میبباشد. در هر نسخه بهبود هایی در ورژن جدید صورت گرفته است.

و لزومی ندارد که در دو قسمت سرور و کلاینت دارای یک ورژن باشند برای مثال یک او پی سی سرور با نسخه DA3 توسط یک او پی سی  کلاینت با نسخه DA 1  قابل دسترسی میباشد.

(OPC DX(Data Exchange

 این نوع او پی سی برای انتقال اطلاعات بین دو اوپی سی سرور استفاده میشود.

(OPC HDA(Historical Data Access

این نوع OPC کاملا مشابه  OPC DA می باشد اما در این حالت افزون بر اینکه اطلاعات به صورت Real time  بین سرور و کلاینت رد و بدل می شود، در دیتابیسی که خود  OPCدارد ذخیره می گردد.

(OPC E&A(Event And Alarm

این نوع اوپی سی دارای دو بخش  Real time و  database می باشد.

در این حالت کلیه آلارم ها و  رویدادهای فرآیند تحت کنترل را می توان توسط این او پی سی خوانده و در اختیار hmi  و یا هر نرم افزار دیگری که وظیفه آنالیز را بر عهده دارد، قرار داد.

 همچنین این اطلاعات به فرمت مناسب توسط خود  او پی سی  آرشیو می شود و در صورت نیاز بازخوانی و یا انتقال داده  می شود.

OPC XML-DA

این نوع به منظور انتقال اطلاعات بین سرور و کلاینت از DCOM وCOM  مایکروسافت استفاده نمیکند، به همین خاطر وابسته به پلتفرم ویندوز نمی باشد.

همچنین در این حالت اطلاعات به صورت فایلهای xml رد و بدل می شوند.

(OPC UA(Unified Architecture

این نوع OPC چیست کلیه ویزگیهای او پی سی های قبلی را دارد.

 به علاوه کاملا backward compatible می باشد. در این حالت ارتباط سرور و کلاینت به صورت  service oriented  می باشد که دیگر نیازی به استفاده از  DCOM  نیست درنتیجه امنیت سیستم بسیار بالاتر می رود.

 همچنین به صورت اماده نیز می توان آن را در RTU  ها و یا PLC ها نیز استفاده نمود به دلیل اینکه مستقل از سیستم عامل است.

ساختار OPC UA

برخی ویژگی های OPC UA  عبارتند از

  • تمام استانداردهای کلاسیک در OPC UA وجود دارند و کارکرد این  نوع جدید هم ارز نوع سابق است
  • بر خلاف ساختار کلاسیک، که استفاده از مایکروسافت ویندوز را تحمیل میکرد، هیچ محدودیتی در بسشتری که از UPS UA استفاده میکند وجود ندارد.
  • از یک میکرو کنترلر گرفته تا زیر ساخت های مبتنی بر پردازش ابری امکان استفاده از UPS UA رادارند.
  • پیاده سازی روی سیستم عامل های ویندوز،کلیه توزیع های لینوکس،OSX ، اندروید و… امکان پذیر است.
  • امنیت اطلاعات با رمز نگاری،امکانات احراز هویت و حساب های کاربری با سطوح دسترسی متفاوت در این ساختار به خوبی تآمین میگردد.
  • قابلیت توسعه و تعمیم ،اضافه کردن کارکرد های جدید بدون اثر گذاری روی کارکرد های سابق از دیگر ویژگی ها این نوع او پی سی میباشد.

تکنولوژی COM و DCOM

COM  مخفف Componet object model  و تکنولوژی مایکروسافت برای پیاده سازی توزیع شده برنامه های کاربردی یا قطعات تشکیل دهنده آنهاست.

DCOM مخفف Componet object model distributed و راهکار مایکروسافت برای پیاده سازی توزیع شده برنامه های کاربردی با بستر شبکه ای است.

COM  تکنولوژی هست برای فراهم کردن رابط برنامه نویسی شی گرا و مستقل از زبان در سیستم عامل ویندوزتا از این طریق بخش های مختلف برنامه ها بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند،حتی اگر زبان های برنامه نویسی استفاده شده برای هر یک از آنها متفاوت باشد.

فرق COM و DLL های معمولی ویندوز در این هست که هر  چند DLL  ها مستقل از زبان برنامه نویسی هستند،ولی قادر به رد و بدل کردن اشیاء نیستند.

در واقع DLL ها نمیتوانند رابط برنامه نویسی شی گرا ارائه کنند و فقط قادر به اشتراک گذاشتن توابع هستند.

تکنولوژی های مهمی بر پایه COM شکل گرفتند،مثلا OLE و  ACTIVEX که در زبان های برنامه نویسی مختلف استفاده می شوند.

از معایب DCOM این هست که یک استاندارد اختصاصی محسوب می شود و نه یک استاندارد با، و فقط هم در پلت فرم های ویندوز پشتیبانی میشود،در نتیجه اگر بخشی ازنرم افزار بر روی سیستمی غیر ویندوزی مستقر باشد و یا قرار باشد یک سیستم غیر ویندوزی با اتصال به یک سیستم ویندوزی به تبادل اطلاعات با نرم افزار ما بپردازد نمیشود از DCOM برای این امر استفاده کرد.

یکی دیگر از مشکلات این تکنولوژی پیچیدگی زیاد آن میباشد.هم در یادگیری،هم در پیچیدگی در نصب و راه اندازی آن بر روی سیستم ها مقصد.

افزونگی (Redundancy)  در OPC

Redundancy در سیستم های OPC چیست

مواقعی که او پی سی رابط بین تجهیزات Field و نرم افزار HMI می باشد استفاده از Redundancy در سطح او پی سی  کاملا ضروری است.

در این حالت OPC server ها بر روی دو کامپیوتر Run می شوند و در صورتی که یکی از آنها دچار مشکل گردید OPC Server  دیگر وارد مدار میشود.

OPC Redundancy

Tunneling  در OPC چیست

با استفاده از تکنولوژی OPC Tunneling اطلاعات بین سرور و کلاینت تحت پروتکل خاصی منتقل میشود. مزایای Tunneling عبارتند از:

  • رهایی از سختیهای تنظیمات DCOM و سهولت در پیاده سازی
  • امکان استفاده از OPC در شبکه های دارای ایمنی پایین مانند : شبکه های وایرلس و ماهواره
  • رمزگذاری و فشرده سازی پیشرفته اطلاعات
  • امکان برقراری ارتباط بین چندین  OPC Server و OPC Client به صورت همزمان

معرفی نرم افزار های OPC

در حال حاضر با توجه به مزایای متعدد پروتکل  او پی سی و پشتیبانی کمپانی های بزرگی مانند Siemens ، ABB ،  YOKOGAWA ، Schneider electric ، General electric و… شرکت های بسیاری را بر آن داشته است که نرم افزار های مختص OPC  طراحی کنند.

برخی از این کمپانی های بزرگ همراه با نرم افزار های HMI یا SCCADA خود OPC اختصاصی شرکت خود را تولید میکنند.

در تصویر زیر برخی از این نرم افزار های پرکاربرد را مشاهده می کنید.

نرم افزار opc

برای درک بهتر از OPC تجه شما را به ویدیویی که گروه راما کنترل برای شما آماده کرده جلب می کنیم

لینک ویدیو در آپارات

لینک ویدیو در تماشا

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

No Favorites Has Been Added!