Применение ОРС технологий

Что такое OPC? Где используются OPC?
2
Основные понятия
OPC (аббр. от англ. OLE for Process Control) —семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами.
Стандарт OPC разрабатывался с целью сократить затраты на создание и сопровождение приложений промышленной автоматизации.
Основная цель — предоставить разработчикам промышленных программ универсальный фиксированный интерфейс (то есть набор функций) обмена данными с любыми устройствами. В то же время разработчики устройств предоставляют программу, реализующую этот интерфейс (набор функций).

Что такое OPC? Где используются OPC7
3
Структура системы на базе OPC

Что такое OPC? Где используются OPC7
4
Структура системы на базе OPC

Что такое OPC? Где используются OPC7
5
Структура системы на базе OPC

Что такое OPC? Где используются OPC7
6
Распределенные объекты управления

Что такое OPC? Где используются OPC?
7
Типовая структруа OPC (Hardware)

Что такое OPC? Где используются OPC7
8
Пример использования

Что такое OPC? Где используются OPC7
9
Пример использования

OPC Клиент/Сервер
10
Определения
OPC-сервер – программа, получающая данные во внутреннем формате устройства или системы и преобразующая эти данные в формат OPC. OPC-сервер является источником данных для OPC-клиентов. По своей сути OPC-сервер – это некий универсальный драйвер физического оборудования, обеспечивающий взаимодействие с любым OPC-клиентом.
OPC-клиент – программа, принимающая от
OPC-серверов данные в формате OPC.
Технология OPC определяет интерфейс
между OPC-клиентом и OPC-серверами.

OPC Клиент/Сервер
11
Преимущество использования для пользователя
Стандартный интерфейс позволяет при смене физического оборудования заменять только OPC-сервер, OPC-клиент продолжает работать.
При смене OPC-клиента на новый все оборудование, работающее через OPC-сервер, можно будет использовать далее, не опасаясь отсутствия драйвера в новом приложении.
Таким образом, OPC-технология обеспечивает независимость потребителей от наличия или отсутствия драйверов или протоколов, что позволяет выбирать оборудование и программное обеспечение, наиболее полно отвечающее реальным потребностям бизнеса.

OPC Клиент/Сервер
12
Преимущество использования для производителя оборудования
Универсальный механизм интеграции производимого им оборудования в любую систему, поддерживающую технологию OPC.
До создания OPC-технологии производителю промышленного оборудования приходилось создавать и поддерживать множество драйверов для наиболее распространенных систем автоматизации (или договариваться с производителями этих систем). Применение OPC-технологии позволяет отказаться от создания драйверов и заменяет их одним универсальным OPC-сервером, многократно сокращая затраты на разработку и дальнейшее сопровождение. При этом обеспечивается возможность подключения любой системы автоматизации, наиболее подходящей клиенту, а не только одной из нескольких наиболее распространенных.

OPC Сервер
13
Характеристика OPC сервера
Технология OPC была разработана для унификации механизмов взаимодействия программного обеспечения систем управления с аппаратурой этих систем. В рамках этой технологии ОРС-серверы собирают данные от контроллеров и предоставляют их ОРС-клиентам (например, SCADA-системам). Любой ОРС-клиент может обмениваться данными с любым ОРС-сервером вне зависимости от специфики устройства, для которого разрабатывался конкретный ОРС-сервер.
Виды серверов (по функционалу)

OPC Сервер
13
Виды серверов (по функционалу)
ОРС DA (OPC Data Access) - спецификация для обмена данными между клиентом (например SCADA) и аппаратурой (контроллерами, модулями ввода-ввода и др.) в реальном времени;
OPC Alarms & Events (A&E) - спецификация для уведомления клиента о событиях и сигналах тревоги, которые посылаются клиенту по мере их возникновения. Этот сервер пересылает аварийные сигналы, действия оператора, информационные сообщения, результаты контроля состояния системы;
OPC HDA (Historical Data Access) - спецификация для доступа к предыстории процесса (к сохраненным в архиве данным). Сервер обеспечивает унифицированный способ доступа с помощью DCOM технологии. Обеспечивает чтение, запись и изменение данных;
OPC Unified Architecture - принципиально новый набор спецификаций, который уже не базируется на DСОМ технологии.

OPC Сервер
15
OPC DA Сервер
Сервер OPC DA является наиболее широко используемым в промышленной автоматизации. Он обеспечивает обмен данными (запись и чтение) между клиентской программой и физическими устройствами.
Данные состоят из трех полей: значение, качество и временная метка.
Параметр качества данных позволяет передать от устройства клиентской программе информацию о выходе измеряемой величины за границы динамического диапазона, об отсутствии данных, ошибке связи и другие.

OPC Сервер
16
Режимы чтения данных
Существует четыре стандартных режима чтения данных из ОРС сервера:
Синхронный режим: клиент посылает запрос серверу и ждет от него ответ;
Асинхронный режим: клиент отправляет запрос и сразу же переходит к выполнению других задач. Сервер после выполнения функции запроса посылает клиенту уведомление и тот забирает предоставленные данные;
Режим подписки: клиент сообщает серверу список тегов, значения которых сервер должен отправлять клиенту только в случае их изменения. Для того, чтобы шум данных не был принят за их изменение, вводится понятие "мертвой зоны", которая слегка превышает максимально возможный размах помехи;
Режим обновления данных: клиент вызывает одновременное чтение всех активных тегов. Активными называются все теги, кроме обозначенных как "пассивные". Такое деление тегов уменьшает загрузку процессора обновлением данных, принимаемых из физического устройства.

OPC Сервер
17
Kepware Server
https://www.kepware.com/en-us/

OPC Сервер
18
Kepware Server

OPC Сервер
19
Kepware Server
Свойства Tag Item

OPC Клиент
20
Kepware ClientACE

OPC Клиент
21
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Объявить глобальные переменные
Установка соединения
opcda://localhost/Kepware.KEPServerEX.V6/

OPC Клиент
22
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Добавить метод Connect

OPC Клиент
23
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Подписка на события

OPC Клиент
24
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Подписка на события

OPC Клиент
25
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Подписка на данные

OPC Клиент
26
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Обновление состояния подписки

OPC Клиент
27
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
Обработка события OnDataChanges

OPC Клиент
28
Kepware ClientACE + Visual Studio C# WinForm application
WinForm in action

OPC Клиент
29
Matlab + OPC
Установка пакета

OPC Клиент
30
Matlab + OPC
Проверка установки

OPC Клиент
31
Matlab + OPC
Установка соединения

OPC Клиент
32
Matlab + OPC
Добавление группы тегов для мониторинга

OPC Клиент
32
Matlab + OPC
Настройка параметров мониторинга

OPC Клиент
33
Matlab + OPC
Запуск мониторинга

OPC Клиент
34
Matlab + OPC
Результаты мониторинга

OPC Клиент
35
Matlab + OPC
Закрытие соединения
Недостаток метода – offline режим сбора данных

OPC Клиент
37
Matlab + OPC
Применение Simulink модели в качестве OPC клиента

OPC Клиент
38
Matlab + OPC
Создание модели

OPC Клиент
39
Matlab + OPC
Настройка конфигуратора

OPC Клиент
40
Matlab + OPC
Настройка конфигуратора

OPC Клиент
41
Matlab + OPC
Подключение к тегам

OPC Клиент
42
Matlab + OPC
Подключение к тегам

OPC Клиент
43
Matlab + OPC
Запуск модели

OPC Клиент
44
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
45
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
46
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
47
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
48
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
49
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
50
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
51
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
52
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
53
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
54
Matlab + OPC
Создание тега для записи

OPC Клиент
55
Matlab + OPC
Модификация Simulink модели