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絡或其他低速網絡上的遠程I/O或其他設備進行傳送。現(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用方案和各個廠商的設備之間的通信。
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)技術人員共同推出Microsoft‘s的對象鏈接與嵌入(Object Linking and Embedding,OLE)技術,成為自動化信息交換技術的基礎。這樣產生了OPC(OLE for Process Control)和OPC組織(OPC Foundation)。
OPC DA(data access,數(shù)據(jù)讀取)被工業(yè)行業(yè)廣泛接受。其中包括OLE在生產控制中的應用。OPC Foundation主席Tom Burke提出"開放、生產力和連接性。"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的軟件產品市場經理Joe Rubino認為OPC的應用正不斷增加。"我們不再為老產品或低價產品提供驅動。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,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已經廣泛應用,其他的技術也在不斷完善,控制工程師和他們的供應商還是愿意進一步挖掘OPC DA的潛力。其中,最主要的是技術來自于Internet和 world wide web。嵌入的網頁向操作員界面提供的相關信息,以幫助維護和故障檢修的文檔。控制器可以給工程師和維護技術人員發(fā)送e-mail,但仍有不少潛在問題?,F(xiàn)在,出現(xiàn)了一個問題,如何最好地利用這些技術。

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和相關技術)。
網絡技術
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,包括Internet技術,其中新技術與企業(yè)IT基礎設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。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,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僅僅是軟件技術的一種,還需要尋找一種通用方法,可適用于設備和設備之間,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。其他的技術包括 eXtensible Style Sheet Language (可擴展設計語言,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",能在網絡中傳輸。
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構,如HTTP,將信息傳送給客戶。
OPC和XML結合
既然OPC已經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。技術人員委員會已經開始了艱苦的工作,致力于標準的制定。
OPC Foundation的市場副總裁Don Holley認為,委員會已經在不斷開發(fā),將過程轉向Microsoft.Net。你能使一個現(xiàn)有的OPC數(shù)據(jù)存取XML服務器,并與Internet相連,或者你能建立一個XML.Net服務器,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?,F(xiàn)在XML處理信息"金字塔"的頂端事務,OPC則處理底層事務。
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)務的總經理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)偷摹kS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。現(xiàn)場總線和以太網相結合的系統(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上的可互操作的數(shù)據(jù)交換和服務器到服務器的通信。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網關。這就好比是以太網的巴比通天塔(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的軟件結構經理John Baier表示,OPC DX和OPC XML有其各自的功能。DX允許OPC服務器之間的對等(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已經在HMI客戶端和OPC數(shù)據(jù)服務器之間應用,OPC DX現(xiàn)在增加分享OPC服務器之間數(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網絡服務器進行存取??蛻裟芡ㄟ^使用OPC XML得到OPC服務器的數(shù)據(jù),而且能通過防火墻。
OPC DX使用直接XML技術,而不是OPC XML,對服務器進行配置。作為OPC XML的供應商,服務器能非常容易地采用OPC XML進行數(shù)據(jù)交換。這樣,小型設備能獨自執(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,直接網絡存取設備的可視性將越來越多,從PLC到小型設備。
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。然后第二代是網絡和信息顯示,如網頁。第三代是Internet上的信息交換。XML是第三代語言。
Microsoft Corp的工業(yè)經理Peter Wengert認為,目前的XML和網絡服務正不斷擴大,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,無論是控制、HMI、ERP還是供應鏈。
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。