2023年11月30日发(作者：)

OPC标准调研报告

目录

OPC标准调研报告 .............................................................................. 1

标准的形成背景 .................................................................. 2

标准的特点及应用 .............................................................. 2

标准的应用领域 .................................................................. 3

解决的问题 ......................................................................... 4

5.开发自主OPC Server和OPC Gateway的原因 ........................... 5

标准的形成背景

OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，

它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，

为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函

数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带

来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发

商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱

动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。

标准的特点及应用

OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的

OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微

机之间交换文档、图形等对象。

COM是Component Object Model的缩写，是所有OLE机制的基础。COM是一

种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定

义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应用程序

通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的。例如，用户可以使用

C++语言创建一个Windows对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可以访问

该对象提供的各种功能，用户可以使用Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk

或其它语言编写对象访问程序。在Windows NT4.0操作系统下，COM规范扩展到

可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上，COM

的这个扩展被称为DCOM（Distributed COM）。

通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系

统软件。OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家

或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，

完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语言环境

提供访问机制。这两种接口是：自动化接口（Automation interface）；自定义

接口（Custom interface）。自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的标

准接口，可以使用Visual Basic、Delphi、PowerBuilder等编程语言开发OPC

服务器的客户应用。而自定义接口是专门为C++等高级编程语言而制定的标准接

口。OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利，用

户不用为通讯协议的难题而苦恼。任何一家自动化软件解决方案的提供者，如果

它不能全方位地支持OPC，则必将被历史所淘汰。

在控制领域中，系统往往由分散的各子系统构成；并且各子系统往往采用不

同厂家的设备和方案。用户需要将这些子系统集成，并架构统一的实时监控系统。

这样的实时监控系统需要解决分散子系统间的数据共享，各子系统需要统一协调

相应控制指令。再考虑到实时监控系统往往需要升级和调整，就需要各子系统具

备统一的开放接口，OPC(OLE for Process Control) 规范正是这一思维的产物。

OPC 基于Microsoft公司的 Distributed interNet Application (DNA) 构架和

Component Object Model (COM) 技术的，根据易于扩展性而设计的。OPC规范

定义了一个工业标准接口。OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。

OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性

等优点。OPC规范了接口函数，不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的

方式去访问，从而保证软件对客户的透明性，使得用户完全从低层的开发中脱离

出来。OPC定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于PC的软件组件能交换

数据。它是基于Windows的OLE——对象链接和嵌入、COM——部件对象模型

(Component Object Model)和DCOM——分布式COM(Distributed COM)技术。因

而，OPC为自动化层的典型现场设备连接工业应用程序和办公室程序提供了一个

理想的方法。

标准的应用领域

（1）工控解决方案用户

（2）楼控解决方案用户

（3）工控解决方案厂商

（4）楼控解决方案厂商

（5）工控解决方案集成商

（6）楼控解决方案集成商

（7）所有自动化领域

OPC是为了连接数据源(OPC服务器)和数据的使用者(OPC应用程序)之间的

软件接口标准。数据源可以是PLC，DCS，条形码读取器等控制设备。随控制系

统构成的不同，作为数据源的OPC服务器既可以是和OPC应用程序在同一台计算

机上运行的本地OPC服务器，也可以是在另外的计算机上运行的远程OPC服务器。

OPC接口既适用于通过网络把最下层的控制设备的原始数据提供给作为数

据的使用者(OPC应用程序)的HMI(硬件监督接口)/SCADA(监督控制与数据采

集)，批处理等自动化程序，以至更上层的历史数据库等应用程序，也适用于应

用程序和物理设备的直接连接。所以OPC接口是适用于很多系统的具有高厚度柔

软性的接口标准。

解决的问题

OPC诞生以前，硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口并没有统一

的标准。例如，在FA(Factory Automation)——工厂自动化领域，连接

PLC(Programmable Logic Controller)等控制设备和SCADA/HMI软件，需要不同

的FA网络系统构成。根据某调查结果，在控制系统软件开发的所需费用中，各

种各样机器的应用程序设计占费用的7成，而开发机器设备间的连接接口则占了

3成。此外，在PA(Process Automation)——过程自动化领域，当希望把分布式

控制系统(DCS——Distributed Control System)中所有的过程数据传送到生产

管理系统时，必须按照各个供应厂商的各个机种开发特定的接口，例如，利用C

语言DLL(动态链路数据库)连接的DDE(动态数据交换)服务器或者利用FTP(文件

传送协定)的文本等设计应用程序。如由4种控制设备和与其连接的监视、趋势

图以及表报3种应用程序所构成的系统时，必须花费大量时间去开发分别对应设

备A，B，C，D的监视，趋势图以及表报应用程序的接口软件共计要用12种驱动

器。同时由于系统中共存各种各样的驱动器，也使维护运转环境的稳定性和信赖

性更加困难。

而OPC是为了不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化，使其

间的数据交换更加简单化的目的而提出的。作为结果，从而可以向用户提供不依

靠于特定开发语言和开发环境的可以自由组合使用的过程控制软件组件产品。

利用OPC的系统，是由按照应用程序(客户程序)的要求提供数据采集服务的

OPC服务器，使用OPC服务器所必需的OPC接口，以及接受服务的OPC应用程序

所构成。OPC服务器是按照各个供应厂商的硬件所开发的，使之可以吸收各个供

应厂商硬件和系统的差异，从而实现不依存于硬件的系统构成。同时利用一种叫

做Variant的数据类型，可以不依存于硬件中固有数据类型，按照应用程序的要

求提供数据格式。

利用OPC使接口标准化可以不依存于各设备的内部结构及它的供应厂商来

选用监视，趋势图以及表报应用程序。

5.开发自主OPC Server和OPC Gateway的原因

（1）国外原厂商的高价格

（2）国外原厂商面对项目的不灵活性

（3）国内项目中子系统的多样性难以提供DRIVER

（4）自主OPC服务器追求的是稳定、实时、迅速。

（5）众多子系统的不规范性

（6）总包项目在投标前后可能出现的不一致性

（7）价格昂贵的原厂平台服务器软件

（8）总包商集成是否投入大量的人力开发

（9）平台和子系统的兼容性

（10）建立了OPC平台和子系统的互通

（11）解决厂商和集成商在项目集成的烦恼

（12）解决厂商和集成商分散资源进行二次开发

（13）解决项目中子系统厂商的困扰

（14）为上下位的数据通讯提供透明的通道