OPC の概要
OPC (OLE for Process Control、プロセス コントロール オブジェクト接続) は、産業オートメーションの分野で広く使用されているテクノロジであり、異なるメーカーのオートメーション機器間の通信とデータ交換を可能にします。
OPC テクノロジーは、米国のソフトウェア会社である OPC Foundation によって初めて立ち上げられ、一連の規格、仕様、インターフェイスを通じて、さまざまな自動化デバイス間のデータ交換と情報共有を実現します。OPC テクノロジーは、現代の産業オートメーションの分野において不可欠な部分となっています。OPC の正式名称は Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control であり、その外観により、Windows ベースのアプリケーションとオンサイトのプロセス制御アプリケーションの架け橋が確立されました。
OPCの歴史
OPC テクノロジーは、アメリカのソフトウェア会社である OPC Foundation によって最初に開始されました。1995 年以前は、産業分野のオートメーション機器間の標準通信プロトコルは存在しませんでした。各メーカーは独自の通信方式とプロトコルを持っており、デバイス間のデータ交換を実現するのに大きな困難をもたらします。
このような状況の中で、OPC テクノロジーが登場しました。一連の規格、仕様、インターフェイスを通じて、異なる自動化機器間のデータ交換と情報共有を実現します。OPC テクノロジーは短期間で広く使用および促進され、現代の産業オートメーションの分野に不可欠な部分になりました。
OPC原理
OPC テクノロジーの本質は、自動化機器間のデータを標準化および正規化し、データ交換と情報共有を実現することです。この目標を達成するために、OPC テクノロジではいくつかの中心的な概念と概念モデルが導入されています。
OPCサーバー
OPC サーバーは、データのソースおよびコンシューマとして機能するソフトウェアです。OPC サーバーは、特定のインターフェイスとプロトコルを通じて他のオートメーション デバイスと通信し、データを交換できます。OPC サーバーは、オートメーション機器からのデータの読み取り、データの処理、および他のオートメーション機器へのデータの送信を担当します。
OPCクライアント
OPC クライアントは、OPC サーバーと通信する別のソフトウェアです。OPC クライアントは、OPC サーバーからのデータの要求、データの処理、およびユーザーまたは他の自動化機器へのデータの表示を担当します。
OPC規格
OPC 標準とは、一連の仕様、プロトコル、およびインターフェイスを指します。これらの仕様、プロトコル、およびインターフェイスは、オートメーション デバイス間の通信方法、データ形式、およびデータ送信プロセスを定義します。OPC 標準により、異なるメーカーのオートメーション機器間でのデータ交換と情報共有が可能になります。
OPC オブジェクト モデル
OPC オブジェクト モデルは、オブジェクトベースのデータ管理および送信モデルを指します。このモデルでは、すべてのデータが個別のオブジェクトに抽象化され、各オブジェクトには独自のプロパティとメソッドがあります。OPC オブジェクト モデルは、異なるメーカーのオートメーション機器間で効率的なデータ交換と情報共有を実現するのに役立ちます。
OPC 分類
さまざまな標準、規格、インターフェイスに従って、OPC テクノロジーはさらにさまざまなタイプに分類できます。ここでは、一般的なカテゴリをいくつか示します。
OPCクラシック：
OPC Classic: OPC データ アクセス (DA) と OPC 履歴データ アクセス (HDA) の 2 つの部分に分かれています。
OPC はい
OPC DA (データ アクセス、データ アクセス) は、最も初期の OPC 標準の 1 つです。この標準は、OPC サーバーがリアルタイムの動的データを OPC クライアントに提供できるようにするいくつかのインターフェイスとプロトコルを定義します。OPC DA 標準はもともと、温度、圧力など、産業オートメーションの分野における時間に敏感なデータのために開発されました。OPC DA は廃止された OPC テクノロジであり、Windows プラットフォーム上でのみ通信でき、リアルタイム データ送信のみに使用でき、履歴機能やレポート機能には使用できません。
OPC HDA
OPC HDA (Historical Data Access) は、産業オートメーションにおける履歴データ アクセスのために開発された標準です。これは、OPC サーバーが OPC クライアントに履歴データを提供できるようにするいくつかのインターフェイスとプロトコルを定義します。OPC HDA 標準は、企業が生産データを分析および判断するのに役立ち、それによって生産効率と品質が向上します。
OPC UA
OPC UA は OPC Unified Architecture の略で、異なるプラットフォーム (Windows、Linux、Android など) および異なるデバイス (PLC、センサーなど) でのクロスプラットフォームおよびクロスデバイス通信を可能にする新しいタイプの OPC テクノロジーです。 , そして、より強力なセキュリティと拡張性を備えています。OPC UA は OPC DA よりも柔軟性、安全性、信頼性が高く、将来の産業用通信の標準になると考えられています。
OPC A&E
OPC A&E (Alarm & Event、アラームとイベント) は、産業分野におけるアラームおよびイベント情報のために開発された規格です。これは、生産プロセスの監視と制御を支援するために、OPC サーバーが OPC クライアントにアラームおよびイベント情報を送信できるようにするいくつかのインターフェイスとプロトコルを定義します。
OPCのメリット
OPCには以下の3つの特徴があります。
1. コンピュータ ハードウェアの製造元は、さまざまなユーザーのニーズを満たすドライバ プログラムのセットを作成するだけで済みます。ハードウェア サプライヤーは、エンジニアリング担当者のニーズを考慮することなく、OPC サーバー仕様に準拠する一連のプログラムを提供するだけで済みます。
2. アプリケーション開発者は、さまざまなデバイスを接続するためのインターフェイス プログラムを作成するだけで済みます。ソフトウェア開発者は、多数のデバイス ドライバーを書き直す必要がありません。
3. エンジニアは機器を選択する際の選択肢が増えます。エンドユーザーにとっては、実情に応じて実機を選択することができます。
OPC アプリケーションのシナリオ
OPC は、産業用制御、インテリジェント製造、自動生産などの分野で広く使用されています。たとえば、化学、食品、製薬、自動車、その他の産業分野では、OPC はさまざまなセンサー、機器、制御システムを接続して、データ収集、監視と制御、生産スケジューリングなどの機能を実現できます。インテリジェント製造の分野では、OPC により異なるデバイス間の相互接続が実現され、それによって生産効率の向上、コストの削減、セキュリティの向上が実現します。
OPC と PLC のアプリケーション:
産業オートメーション制御では、PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) が最も一般的に使用されるコントローラーの 1 つです。OPCとPLCを組み合わせることで、PLCと他の機器やシステムとの間でデータ共有や制御動作を実現できます。たとえば、PLC コントローラーがさまざまなデバイスを制御する必要がある場合、OPC サーバーはそれらを均一に管理し、対応する命令と制御信号を PLC に送信できます。
OPC と SCADA の適用:
産業オートメーション制御において、SCADA (監視制御およびデータ収集) は、分散された機器およびシステムを監視および制御するためのソフトウェア システムです。OPC は、異なる SCADA システムを接続して、データ共有と制御操作を実現できます。たとえば、複数の SCADA システムが同じデバイスを監視および管理する必要がある場合、OPC ブリッジを介して接続および対話することで、より柔軟で効率的な運用を実現できます。
OPC と MES の応用:
製造実行システム (MES) では、OPC は異なる生産ライン、ステーション、設備を相互に接続し、データを共有することで、生産スケジューリング、資材管理、品質監視などの機能を実現します。たとえば、生産ラインで設備に障害が発生したり、プロセスが変更された場合、OPC は MES システムを通じて設備の状態を検出および分析し、対応する制御操作や警報プロンプトを提供して、生産ラインの効率的な稼働と安定性を確保します。製品品質のセックス。
つまり、OPC は産業用制御、インテリジェント製造、自動生産の分野で重要な役割を果たし、さまざまなデバイスやシステムがデータを接続して共有し、生産効率を向上させ、コストを削減し、製品の品質と安全性を向上させることができます。
OPCと他の技術の比較
最新の産業オートメーションの分野では、OPC テクノロジーに加えて、MODBUS、PROFIBUS、CAN などの他の通信およびデータ交換テクノロジーがいくつかあります。OPC テクノロジーと比較した場合、これらのテクノロジーの長所と短所は何ですか?
OPC と MODBUS
MODBUS は、産業オートメーションの分野でスレーブとマスター間の通信に使用される最も一般的な通信プロトコルの 1 つです。OPC テクノロジーと比較して、MODBUS の利点は、実装がシンプルかつ容易であり、さまざまな種類のハードウェア プラットフォーム間で通信できることです。ただし、MODBUS の欠点は、文字列、日付、時刻などの複雑なデータ型をサポートしていないことです。同時に、MODBUS には OPC のさまざまな高度な機能やデータ処理能力も欠けています。
OPC とプロフィバス
PROFIBUS は、産業オートメーションで使用されるデジタル通信ネットワークです。PROFIBUS は、OPC 技術と比較して、リアルタイムで高速なデータ伝送を実現できるという利点があり、産業用オートメーション制御システムに幅広く応用されています。ただし、PROFIBUS の欠点は、クロスプラットフォームのデータ交換をサポートしていないことと、通信方法とプロトコルがより複雑で、より高い技術レベルを必要とすることです。
OPCとCAN
CAN は、自動車電子システムで使用される通信プロトコルです。OPC テクノロジーと比較した CAN の利点は、異なる電子コントローラー間で高速かつ信頼性の高いデータ伝送を実現できることであり、その結果、車載電子システムの信頼性とパフォーマンスが向上します。ただし、CAN の欠点は、自動車電子システムでのみ使用でき、他のタイプの産業オートメーション機器では使用できないことです。
要約する
OPC テクノロジーは、産業オートメーションの分野で最も広く使用されているテクノロジーです。一連の規格、仕様、インターフェイスを通じて、異なる自動化機器間のデータ交換と情報共有を実現します。OPC テクノロジーは、企業が生産プロセスを監視および制御するのに役立ち、それによって生産効率と品質が向上します。OPC テクノロジーを選択する場合は、さまざまな規格、仕様、インターフェイスの違いを考慮し、実際のニーズに応じて適切な OPC タイプを選択する必要があります。