虹科OPC解決方案快速實現(xiàn)OPC數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫

ainet.cn 2022年06月22日

1、OPC簡介

　　OPC，即OLE for Process Control，是一個基于微軟的OLE、COM和DCOM技術的工業(yè)標準。隨著九十年代自動化系統(tǒng)的快速發(fā)展，為了訪問設備中的自動化數(shù)據(jù)，各大自動化廠家開發(fā)了各種標準的自動化軟件，此過程使用了無數(shù)不同的總線系統(tǒng)、協(xié)議和接口。為了消除自動化軟件和硬件平臺之間互操作性的障礙，OPC基金會提出了OPC標準，為不同廠家的設備通訊建立了一整套開放的接口、屬性和方法標準集。根據(jù)工業(yè)應用的不同需求，OPC基金會主要制定了三個OPC規(guī)范，分別為OPC DA(數(shù)據(jù)訪問)、OPC AE(報警和事件) 和OPC HDA(歷史數(shù)據(jù)訪問)。后來由于在實際應用中OPC DA用的比較多，因此在使用OPC時都把OPC稱為OPC DA。

　　雖然OPC解決了設備的跨廠商平臺通訊的問題，但是它依賴于Windows的COM/DCOM技術，這使得它不能在Linux或其它系統(tǒng)中使用。此外，在實際應用過程中，需要對OPC客戶端和服務器進行復雜的DCOM配置。而且，Windows系統(tǒng)中系統(tǒng)組件容易受到其它應用的影響，通訊不穩(wěn)定，不適合遠距離通訊，一般只能在廠級局域網(wǎng)內通訊，一旦通訊中斷還需要重新配置項目，并添加數(shù)據(jù)標簽。同時，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)范中定義安全機制。

　　為了解決以上問題，OPC基金會在OPC基礎上開發(fā)出新一代OPC技術——OPC UA，實現(xiàn)了不同系統(tǒng)和不同協(xié)議設備之間的相互通信。

　　為區(qū)分兩代OPC技術，上一代OPC技術一般稱為OPC Classic，新一代的稱為OPC UA。

2 、OPC DA數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫

　　盡管OPC DA局限于Windows平臺，而且存在通訊不穩(wěn)定和配置復雜等問題，但是目前的工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)中，仍然有很多設備以及控制系統(tǒng)采用OPC DA進行數(shù)據(jù)交互。同時，隨著工業(yè) 4.0 的快速推進，企業(yè)正在不斷產(chǎn)生大量的設備數(shù)據(jù)。為了安全有效地存儲、檢索和管理設備數(shù)據(jù)，越來越多的企業(yè)采用數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲和管理。為了實現(xiàn)OPC DA數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，虹科提供了一個解決方案——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。該軟件可以將OPC DA Server中的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，支持“表格寫入”和“自定義寫入”兩種寫入方法，其中“表格寫入”需要用戶進行表格映射來寫入數(shù)據(jù)，操作簡單易上手;“自定義寫入”需要用戶自定義SQL語句來寫入數(shù)據(jù)，具有較高的自由度。因此，用戶可以根據(jù)需求選擇不同的寫入方法。此外，該軟件也可以將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到OPC DA Server。

　　因此，通過虹科OPC Client for ODBC軟件，可以解決OPC DA數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫的難題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效存儲和管理。

3、OPC UA數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫

　　隨著OPC UA的快速推進，越來越多的企業(yè)都在使用OPC UA技術構建工廠的全局連接，進而推動了車間和現(xiàn)場OPC UA數(shù)據(jù)源的快速增長。之前我們就遇到過一個客戶，客戶大概有上萬臺設備，即使使用OPC UA軟網(wǎng)關通過群管理的方式進行管理，后續(xù)會有大概上千個OPC UA服務器。因此，由于OPC UA服務器數(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)存儲到數(shù)據(jù)庫也是一大頭疼的問題。

　　為了實現(xiàn)OPC UA數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，虹科為OPC UA數(shù)據(jù)存儲提供了一個解決方案——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、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)采集功能負責采集OPC UA Server數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)存儲功能負責本地存儲OPC UA Server數(shù)據(jù)，然后立即轉發(fā)到目標數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)可視化功能負責充當SimpleJson數(shù)據(jù)源插件的REST后端，通過Grafana軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化;數(shù)據(jù)分析功能負責通過指定工具對存儲在目標數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析。通過虹科OVL軟件，用戶只需要簡單配置即可快速采集OPC UA Server數(shù)據(jù)并存儲到目標數(shù)據(jù)庫中，軟件支持SQL Server、MySQL等傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫，InfluxDB、Kafka等現(xiàn)代時間序列數(shù)據(jù)庫，以及Mosquitto、Microsoft Azure IoT Hub等MQTT Broker。

　　同時，該軟件不限制同時連接的OPC UA Server數(shù)量以及同時采集的OPC UA變量數(shù)量，最大程度地幫助用戶采集現(xiàn)場OPC UA Server數(shù)據(jù)。對于一些支持OPC DA，而不支持OPC UA的設備，可以使用虹科OPC UA Tunneller軟件實現(xiàn)OPC DA和OPC UA的轉換。

　　此外，虹科OVL軟件提供REST API，用戶可以通過REST API來讀取數(shù)據(jù)，以及查看數(shù)據(jù)采集和轉發(fā)狀態(tài)等參數(shù)。用戶也可以使用代碼編寫應用程序，通過REST API完成OPC UA Server數(shù)據(jù)的讀取和寫入，下圖是一個帶簡單GUI的Python應用程序。