摘要：现代化工厂中， 全厂的自动化系统包括了现场设备的管理(智能设备的组态、参数整定等)、生产过程管理(DCS、SCADA 等) 及全厂运行调度决策的管理， 不同子系统的应用程序之间有大量的信息交流。

　　本文概要地介绍了工业控制软件互操作性标准OPC 的产生背景，OPC 标准的基本内容和技术特点，OPC 技术的发展历史、应用情况及其发展前景。此外还介绍了OPC 基金会组织的基本情况。

一、引言

　　现在， 工控自动化系统的应用已经非常普及， 工控自动化技术已经很先进，DCS 系统得到了广泛应用， 现场总线技术正在逐步完善、成熟起来。但是目前工控自动化系统绝大多数是封闭的系统， 缺乏统一、标准的开放式接口。不同厂家的产品如果要集成在一起， 必须为他们开发专用的接口。随着工控自动化系统功能要求越来越复杂， 完全用一个厂家的产品来构成整个系统是很困难的， 不同厂家的产品之间接口的复杂性限制了用户的选择， 不能根据系统的要求选择最佳的系统集成方案。

　　现在工业控制软件缺乏统一的工业标准， 不同厂家的SCADA、DCS、HM I 软件之间进行通讯是非常麻烦的一件事。各个厂家的软件对控制系统硬件操作的设备驱动程序接口也各不相同， 这样为了对市场上不同厂家的设备都能管理， 控制软件厂家必须针对市场上的几百种常用的硬件都开发设备驱动程序， 而且当硬件设备升级、修改时， 驱动程序也必须修改， 这是做的代价无疑是非常高的。此外， 一个系统中如果同时运行不同的工业控制软件， 他们通过各自的设备驱动程序同时对同一个硬件设备操作， 往往会由于相互之间的不协调、不兼容造成系统的崩溃， 影响整个系统的运行。如果设备驱动程序由硬件设备制造厂开发， 那么他也必须为市场上常用的各种工业控制软件开发都开发驱动程序， 代价同样是非常高的。如图1所示。

　　另外， 现代化工厂中， 全厂的自动化系统包括了现场设备的管理(智能设备的组态、参数整定等)、生产过程管理(DCS、SCADA 等) 及全厂运行调度决策的管理， 不同子系统的应用程序之间有大量的信息交流。在各个子系统应用程序之间建立一致、高效、稳定的通讯接口对系统的开发、维护及运行有着非常重要的意义。

图1　传统控制软件与硬件设备之间的接口

图2　采用OPC 技术的工业控制软件与硬件设备之间的接口

　　OPC (OL E fo r P rocess Con t ro l) 的开发目的， 正是为了给工业控制系统应用程序之间的通讯建立一个接口标准， 在工业控制设备与控制软件之间建立统一的数据存取规范， 这个接口规范不但能够应用于单台计算机， 而且可以支持网络上分布式应用程序之间通讯， 以及不同平台上应用程序之间的通讯。OPC 的基础是微软的OL E. COM 及DCOM 技术， 该技术完全支持上述分布式应用和异构环境下应用程序之间软件的无缝集成和互操作性。图2 为采用OPC 技术的工控软件与硬件设备之间的连接示意图。图3 为采用OPC 技术实现异构环境下系统集成的示意图。

图3　异构环境下工业控制系统集成示意图

二、OPC 技术规范概述

　　OPC 技术规范是以M icro sof t 的OL E? COM 技术为基础的， 它所定义的是一组接口规范， 包括OPC自动化接口(A u tomat ion In terface) 和OPC 定制接口(Cu stom In terface)。另外，OPC 技术规范定义的是OPC 服务器程序和客户机程序进行接口或通讯的方法， 而不规定如何来实现这种接口。