一個(gè)軟件解決OPC系統(tǒng)平穩(wěn)升級(jí)難題

OPC UA 技術(shù)解決工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，使得不同操作系統(tǒng)和不同制造商的設(shè)備之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0不可或缺的一環(huán)。

虹科方案

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OPC技術(shù)的發(fā)展

OPC到OPC UA的升級(jí)需要

OPC技術(shù)是什么？

OPC，初始解釋為OLE for Process Control，誕生于上世紀(jì)90年代，主要面向自動(dòng)化行業(yè)，意在為來自不同生產(chǎn)商的工業(yè)設(shè)備通訊建立一整套開放的接口、屬性和方法標(biāo)準(zhǔn)集。

它設(shè)計(jì)之初基于微軟的OLE、COM、DCOM等技術(shù)，這些技術(shù)集成在Windows操作系統(tǒng)中，OPC隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，以及搭載Windows的PC和IPC的快速普及而得以推廣。

OPC技術(shù)帶來的好處

OPC技術(shù)解決了工業(yè)設(shè)備的跨廠商平臺(tái)通訊的問題，但由于它對(duì)Windows中DCOM等技術(shù)的依賴，使得它不能在Linux或其它系統(tǒng)中使用。也就是說，OPC并沒有解決設(shè)備操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)通訊問題，也因此，新一代的技術(shù)--OPC UA應(yīng)運(yùn)而生。

OPC UA的誕生

UA是Unified Architecture（統(tǒng)一架構(gòu)）的縮寫。為方便把舊一代與新一代OPC技術(shù)統(tǒng)稱區(qū)分開，業(yè)內(nèi)一般把舊一代OPC稱為OPC Classic，新一代的稱為OPC UA。

OPC UA在協(xié)議制定之時(shí)，就拋棄了DCOM等技術(shù)，這也使得OPC UA不向下兼容。制定者們重新定義了一系列底層連接與管理的標(biāo)準(zhǔn)，不再把這些工作拋給Windows系統(tǒng)，使得OPC UA能跨操作系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行，也能運(yùn)行在無系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備中。OPC UA協(xié)議使得OT與IT全域的、真正的跨平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)通訊成為可能。

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OPC系統(tǒng)升級(jí)的需要與難題

虹科· 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

OPC Classic 的缺陷

Windows系統(tǒng)中系統(tǒng)組件很容易受到其它應(yīng)用的影響，且一旦損壞不易修復(fù)。因此，依賴于DCOM組件的OPC classic通訊也自然較為脆弱，不適合長距離通訊，一般只能在廠級(jí)局域網(wǎng)內(nèi)通訊。

而OPC UA技術(shù)則解決了這個(gè)問題，即使物理距離相隔甚遠(yuǎn)的設(shè)備，只要Server端有公網(wǎng)IP，能ping得通，一般就也能建立起OPC UA通訊，長距離通訊不再是難題。

OPC系統(tǒng)升級(jí)的必要性

目前在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)中，不少設(shè)備與車間中控組態(tài)系統(tǒng)，乃至更上層的廠級(jí)、企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)都采用OPC技術(shù)進(jìn)行通訊，這其中包含了不少使用OPC classic的老舊設(shè)備和系統(tǒng)。

而在當(dāng)下工業(yè)4.0的升級(jí)浪潮中，OPC classic實(shí)際上已經(jīng)處于逐步淘汰的階段，相關(guān)設(shè)備型號(hào)也逐漸開始停產(chǎn)，新設(shè)備大多采用OPC UA取代之，整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)OPC系統(tǒng)升級(jí)的需求越來越大。

OPC系統(tǒng)升級(jí)難題

在升級(jí)過程中凸顯出一個(gè)大問題：

OPC classic與OPC UA完全不兼容，如果直接淘汰全部OPC classic設(shè)備和控制系統(tǒng)，升級(jí)到OPC UA的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，那么將會(huì)為企業(yè)帶來巨大的采購開銷與折舊浪費(fèi)；而老舊的OPC classic產(chǎn)品已經(jīng)逐步被淘汰，繼續(xù)使用老設(shè)備也會(huì)為企業(yè)帶來額外的維護(hù)成本與故障損失。此外，OPC classic在遠(yuǎn)程通訊中的缺陷，也導(dǎo)致了企業(yè)數(shù)據(jù)需要先經(jīng)歷一步協(xié)議轉(zhuǎn)換，而后才能順利被收集起來統(tǒng)一管理。

面臨升級(jí)需要，目前很多企業(yè)的做法是將其中部分最老舊的生產(chǎn)線整條淘汰，而在新生產(chǎn)線或者新廠區(qū)中完全采用新的OPC UA產(chǎn)品。但這種方法實(shí)際上也會(huì)產(chǎn)生另外兩個(gè)令人頭疼的問題：

一是兩套系統(tǒng)之間完全隔離，數(shù)據(jù)若需要統(tǒng)籌管理，則需要在兩套系統(tǒng)之上額外建立一套系統(tǒng)整合數(shù)據(jù)；二是，被淘汰的老舊生產(chǎn)線上其實(shí)仍有不少的狀態(tài)依然良好的軟硬件能繼續(xù)投入生產(chǎn)，整線淘汰實(shí)際上帶來不少折舊浪費(fèi)。

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OPC系統(tǒng)平穩(wěn)升級(jí)解決方案

虹科· 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

在產(chǎn)業(yè)升級(jí)中面對(duì)以上難題，很多企業(yè)都迫切希望找到最佳的解決方案。因此，廣州虹科攜手合作伙伴，為行業(yè)提供了一個(gè)平穩(wěn)的OPC 系統(tǒng)升級(jí)解決方案——OPC UA Tunneller軟件平臺(tái)。

該軟件平臺(tái)包含兩大主要功能，一個(gè)是OPC classic遠(yuǎn)程連接，另一個(gè)是OPC classic與UA相互轉(zhuǎn)換。

OPC classic遠(yuǎn)程連接

舉一個(gè)形象的例子來說，OPC classic遠(yuǎn)程連接相當(dāng)于是在Server和Client兩臺(tái)電腦之間建立一個(gè)通訊隧道，隧道的兩端出口是分別安裝在兩臺(tái)電腦上的Tunneller軟件，OPC classic數(shù)據(jù)通過Tunneller提供的接口進(jìn)入隧道，而隧道則保護(hù)著其中的數(shù)據(jù)不受復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，讓數(shù)據(jù)最終順利到達(dá)另一側(cè)。

典型案例

我們的一個(gè)著名跨國企業(yè)用戶--他們?cè)趪鴥?nèi)多地的工廠中使用帶有OPC classic上傳功能的組態(tài)系統(tǒng)，并且有一套用OPC classic作為輸入?yún)f(xié)議的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以往他們的做法只是將幾個(gè)工廠的數(shù)據(jù)匯集到該城市的一個(gè)系統(tǒng)中。但在這次的升級(jí)浪潮當(dāng)中，他們希望在國外某地租用一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心，在城市級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容，同時(shí)把國內(nèi)外多地的工廠數(shù)據(jù)全部接入到該中心進(jìn)行統(tǒng)一管理。

在了解多個(gè)OPC解決方案后，最終他們選擇了虹科的Tunneller平臺(tái)來建立這種跨國距離級(jí)別的OPC classic連接。

在這次升級(jí)當(dāng)中，該企業(yè)不需改變工廠中原有物理設(shè)備，僅加裝一個(gè)軟件，就能讓他們提前享受到OPC UA一般的遠(yuǎn)程連接便利性。他們的管理平臺(tái)大體上用的仍然是之前已有的，只是做了一些擴(kuò)容優(yōu)化，因而實(shí)際升級(jí)的人力物力成本都較低，升級(jí)速度也大幅縮短，這就是一種相對(duì)平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。

OPC classic與OPC UA相互轉(zhuǎn)換

Tunneller軟件實(shí)際上是為Client端的訪問進(jìn)行了一次代理，然后將訪問到的Server地址空間進(jìn)行了一次映射，映射回Client所用的協(xié)議，這樣OPC classic與UA相互之間就能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一言以蔽之，Tunneller充當(dāng)了一個(gè)實(shí)時(shí)協(xié)議翻譯的工作，使得通訊雙方能相互理解。

典型案例

在我們的大多數(shù)客戶案例當(dāng)中，客戶會(huì)優(yōu)先升級(jí)他們的上層管理軟件，以便更好地配合新產(chǎn)線中的UA設(shè)備。

此時(shí)，為了能把之前的PLC也納入統(tǒng)一管理的范疇，客戶會(huì)使用Tunneller，把PLC中的OPC classic Server轉(zhuǎn)成UA Server，以供管理系統(tǒng)的UA Client與之建立連接并訪問。

如此一來，客戶可以提前享受到基于OPC UA的新管理軟件統(tǒng)一管理所有設(shè)備帶來的便利與附加商業(yè)價(jià)值，而無需一下子完成所有設(shè)備的淘汰和重新采購，這仍是我們所說的一種典型而平穩(wěn)的OPC系統(tǒng)升級(jí)方案。

虹科--工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

虹科是一家在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過3年的高科技公司，虹科與世界領(lǐng)域頂級(jí)公司包括EXOR、Eurotech、Unitronics、Matrikon、KUNBUS等國際公司合作，提供先進(jìn)的高端工業(yè)4.0 工業(yè)觸摸屏、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、高端邊緣計(jì)算機(jī)、IoT開發(fā)框架、PLC與HMI一體機(jī)、OPC UA、工業(yè)級(jí)樹莓派、SCADA、預(yù)測(cè)性維護(hù)等解決方案。物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部所有成員都受過專業(yè)培訓(xùn)，并獲得專業(yè)資格認(rèn)證，平均3年+的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和水平一致贏得客戶極好口碑。我們積極參與行業(yè)協(xié)會(huì)的工作，為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今，虹科已經(jīng)為行業(yè)內(nèi)諸多用戶提供從硬件到軟件的不同方案，并參與和協(xié)助了眾多OEM的設(shè)備研發(fā)和移植項(xiàng)目，以及終端用戶的智能工廠和工業(yè)4.0升級(jí)改造項(xiàng)目。