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虹科 OPC 解決方案

—— 快速實(shí)現(xiàn) OPC 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)

虹

科

方

案

01

OPC 簡(jiǎn) 介

OPC，即OLE for Process Control，是一個(gè)基于微軟的OLE、COM和DCOM技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著九十年代自動(dòng)化系統(tǒng)的快速發(fā)展，為了訪問(wèn)設(shè)備中的自動(dòng)化數(shù)據(jù)，各大自動(dòng)化廠家開(kāi)發(fā)了各種標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化軟件，此過(guò)程使用了無(wú)數(shù)不同的總線系統(tǒng)、協(xié)議和接口。

為了消除自動(dòng)化軟件和硬件平臺(tái)之間互操作性的障礙，OPC基金會(huì)提出了OPC標(biāo)準(zhǔn)，為不同廠家的設(shè)備通訊建立了一整套開(kāi)放的接口、屬性和方法標(biāo)準(zhǔn)集。根據(jù)工業(yè)應(yīng)用的不同需求，OPC基金會(huì)主要制定了三個(gè)OPC規(guī)范，分別為OPC DA（數(shù)據(jù)訪問(wèn)）、OPC AE（報(bào)警和事件） 和OPC HDA（歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)）。后來(lái)由于在實(shí)際應(yīng)用中OPC DA用得比較多，因此在使用OPC時(shí)都把OPC稱為OPC DA。

雖然OPC解決了設(shè)備的跨廠商平臺(tái)通訊的問(wèn)題，但是它依賴于Windows的COM/DCOM技術(shù)，這使得它不能在Linux或其它系統(tǒng)中使用。此外，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)OPC客戶端和服務(wù)器進(jìn)行復(fù)雜的DCOM配置。而且，Windows系統(tǒng)中系統(tǒng)組件容易受到其它應(yīng)用的影響，通訊不穩(wěn)定，不適合遠(yuǎn)距離通訊，一般只能在廠級(jí)局域網(wǎng)內(nèi)通訊，一旦通訊中斷還需要重新配置項(xiàng)目，并添加數(shù)據(jù)標(biāo)簽。同時(shí)，OPC的安全性較低，其安全性更多的是基于Windows系統(tǒng)，而不是在OPC規(guī)范中定義安全機(jī)制。

為了解決以上問(wèn)題，OPC基金會(huì)在OPC基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出新一代OPC技術(shù)——OPC UA，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)和不同協(xié)議設(shè)備之間的相互通信。為區(qū)分兩代OPC技術(shù)，上一代OPC技術(shù)一般稱為OPC Classic，新一代的稱為OPC UA。

02

OPC DA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到

數(shù)據(jù)庫(kù)

盡管OPC DA局限于Windows平臺(tái)，而且存在通訊不穩(wěn)定和配置復(fù)雜等問(wèn)題，但是目前的工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)中，仍然有很多設(shè)備以及控制系統(tǒng)采用OPC DA進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)，隨著工業(yè) 4.0 的快速推進(jìn)，企業(yè)正在不斷產(chǎn)生大量的設(shè)備數(shù)據(jù)。為了安全有效地存儲(chǔ)、檢索和管理設(shè)備數(shù)據(jù)，越來(lái)越多的企業(yè)采用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和管理。

為了實(shí)現(xiàn)OPC DA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，虹科提供了一個(gè)解決方案——OPC Client for ODBC軟件，軟件的系統(tǒng)框架圖如下所示。

虹科OPC Client for ODBC軟件支持SQL Server、Access、Oracle以及其他數(shù)據(jù)庫(kù)。該軟件可以將OPC DA Server中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，支持“表格寫(xiě)入”和“自定義寫(xiě)入”兩種寫(xiě)入方法，其中“表格寫(xiě)入”需要用戶進(jìn)行表格映射來(lái)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單易上手；“自定義寫(xiě)入”需要用戶自定義SQL語(yǔ)句來(lái)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，具有較高的自由度。因此，用戶可以根據(jù)需求選擇不同的寫(xiě)入方法。此外，該軟件也可以將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到OPC DA Server。

因此，通過(guò)虹科OPC Client for ODBC軟件，可以解決OPC DA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的難題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和管理。

03

OPC UA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到

數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著OPC UA的快速推進(jìn)，越來(lái)越多的企業(yè)都在使用OPC UA技術(shù)構(gòu)建工廠的全局連接，進(jìn)而推動(dòng)了車間和現(xiàn)場(chǎng)OPC UA數(shù)據(jù)源的快速增長(zhǎng)。之前我們就遇到過(guò)一個(gè)客戶，客戶大概有上萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，即使使用OPC UA軟網(wǎng)關(guān)通過(guò)群管理的方式進(jìn)行管理，后續(xù)會(huì)有大概上千個(gè)OPC UA服務(wù)器。因此，由于OPC UA服務(wù)器數(shù)量較多，再加上數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，如何將OPC UA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)也是一大頭疼的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)OPC UA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，虹科為OPC UA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了一個(gè)解決方案——OVL（Ogamma Visual Logger for OPC）軟件。該軟件的系統(tǒng)框架圖如下所示。

該軟件一共有四大功能，分別為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)采集功能負(fù)責(zé)采集OPC UA Server數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能負(fù)責(zé)本地存儲(chǔ)OPC UA Server數(shù)據(jù)，然后立即轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)可視化功能負(fù)責(zé)充當(dāng)SimpleJson數(shù)據(jù)源插件的REST后端，通過(guò)Grafana軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化；數(shù)據(jù)分析功能負(fù)責(zé)通過(guò)指定工具對(duì)存儲(chǔ)在目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

通過(guò)虹科OVL軟件，用戶只需要簡(jiǎn)單配置即可快速采集OPC UA Server數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中，軟件支持SQL Server、MySQL等傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，InfluxDB、Kafka等現(xiàn)代時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)，以及Mosquitto、Microsoft Azure IoT Hub等MQTT Broker。

同時(shí)，該軟件不限制同時(shí)連接的OPC UA Server數(shù)量以及同時(shí)采集的OPC UA變量數(shù)量，最大程度地幫助用戶采集現(xiàn)場(chǎng)OPC UA Server數(shù)據(jù)。對(duì)于一些支持OPC DA，而不支持OPC UA的設(shè)備，可以使用虹科OPC UA Tunneller軟件實(shí)現(xiàn)OPC DA和OPC UA的轉(zhuǎn)換。

此外，虹科OVL軟件提供REST API，用戶可以通過(guò)REST API來(lái)讀取數(shù)據(jù)，以及查看數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)等參數(shù)。用戶也可以使用代碼編寫(xiě)應(yīng)用程序，通過(guò)REST API完成OPC UA Server數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入，下圖是一個(gè)帶簡(jiǎn)單GUI的Python應(yīng)用程序。

04

總 結(jié)

綜上所述，虹科提供的一站式OPC解決方案不僅可以將OPC DA和OPC UA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，而且功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單易上手，快速幫助用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和管理。