OPC (Open Platform Communications, ранее OLE for Process Control) — это семейство программных технологий и стандартов, разработанное международной организацией OPC Foundation для предоставления единого интерфейса управления различными устройствами и обмена данными в системах промышленной автоматизации.
Назначение и история развития
Стандарт OPC был разработан в начале 1990-х годов с целью сокращения затрат на создание и поддержку приложений промышленной автоматизации. До появления OPC разработчики SCADA-систем были вынуждены либо создавать и поддерживать множество коммуникационных драйверов для различных устройств, либо производители оборудования разрабатывали отдельные драйверы для каждой SCADA-системы. Стандарт OPC Foundation был опубликован в 1996 году и быстро стал мировым стандартом в области автоматизации.
Архитектура и принцип работы
OPC реализуется по архитектуре клиент-сервер:
OPC-сервер — программное обеспечение, которое получает данные во внутреннем формате устройства или системы, преобразует их в формат OPC и выступает источником данных для OPC-клиентов. По сути, это универсальный драйвер физического оборудования.
OPC-клиент — программное обеспечение, которое принимает данные от OPC-серверов в формате OPC. Обычно встроено в SCADA-систему для получения и обработки данных.
Основные стандарты OPC
Технология OPC включает несколько специализированных стандартов:
Данные в OPC DA
В OPC DA данные представляют собой переменную (тег) с определенными свойствами. OPC DA сервер обеспечивает обмен данными (запись и чтение) между клиентской программой и устройствами:
Обязательные свойства переменной включают:
- Текущее значение переменной, её тип и права доступа (чтение и/или запись)
- Качество переменной — зависит от выхода величины за границы диапазона, отсутствия данных, ошибок связи
- Метка времени — время получения переменной текущего значения
- Частота опроса — интервал обновления значения переменной
- Описание переменной — информация о назначении переменной
Эволюция: OPC DA и OPC UA
OPC DA базировался на технологии Microsoft DCOM и был привязан к платформе Windows, а также не имел встроенной поддержки безопасности.
В ответ на эти ограничения в 2006 году был разработан стандарт OPC UA (Unified Architecture), который стал значительным шагом вперед:
- Платформонезависимость — поддержка различных операционных систем (Windows, Linux, macOS)
- Объектно-ориентированная информационная модель — работа с узлами/объектами, содержащими переменные, методы и структуры данных
- Встроенная безопасность — шифрование данных, аутентификация, использование цифровых сертификатов
- Гибкие модели обмена — клиент/сервер и издатель/подписчик
- Унифицированность — объединение функций OPC DA, OPC HDA и OPC AE в одном стандарте
- Работа через межсетевые экраны — OPC UA работает без требования промежуточного программного обеспечения
Применение в промышленности
OPC используется для организации обмена данными между контроллерами и SCADA-системами на различных уровнях автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП):
- Нижний уровень — полевые шины и контроллеры
- Средний уровень — цеховые сети
- Уровень АСУ ТП — SCADA-системы
- Уровень АСУП — системы управления ресурсами предприятия (ERP, MES)
В энергетике OPC применяется для управления и мониторинга сложных систем: генераторов, трансформаторов, систем распределения энергии и систем управления зданиями. Практически каждая современная SCADA-система поддерживает технологию OPC, и с каждым годом всё большее количество оборудования поставляется с OPC-серверами.
Преимущества OPC
Основное преимущество OPC заключается в обеспечении взаимозаменяемости и совместимости оборудования и программного обеспечения различных производителей. Разработчики SCADA-систем избавились от необходимости поддерживать сотни отдельных драйверов, а производители оборудования получили уверенность в том, что их продукты совместимы с любой SCADA-системой, поддерживающей OPC.