原创 一个软件解决OPC系统平稳升级难题

OPC技术是什么？

OPC，初始解释为OLE for Process Control，诞生于上世纪90年代，主要面向自动化行业，意在为来自不同生产商的工业设备通讯建立一整套开放的接口、属性和方法标准集。

它设计之初基于微软的OLE、COM、DCOM等技术，这些技术集成在Windows操作系统中，OPC随着工业自动化的快速发展，以及搭载Windows的PC和IPC的快速普及而得以推广。

OPC技术带来的好处

OPC技术解决了工业设备的跨厂商平台通讯的问题，但由于它对Windows中DCOM等技术的依赖，使得它不能在Linux或其它系统中使用。也就是说，OPC并没有解决设备操作系统的跨平台通讯问题，也因此，新一代的技术--OPC UA应运而生。

OPC UA的诞生

UA是Unified Architecture（统一架构）的缩写。为方便把旧一代与新一代OPC技术统称区分开，业内一般把旧一代OPC称为OPC Classic，新一代的称为OPC UA。

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OPC UA在协议制定之时，就抛弃了DCOM等技术，这也使得OPC UA不向下兼容。制定者们重新定义了一系列底层连接与管理的标准，不再把这些工作抛给Windows系统，使得OPC UA能跨操作系统平台运行，也能运行在无系统的嵌入式设备中。OPC UA协议使得OT与IT全域的、真正的跨平台标准通讯成为可能。

OPC Classic 的缺陷

Windows系统中系统组件很容易受到其它应用的影响，且一旦损坏不易修复。因此，依赖于DCOM组件的OPC classic通讯也自然较为脆弱，不适合长距离通讯，一般只能在厂级局域网内通讯。

而OPC UA技术则解决了这个问题，即使物理距离相隔甚远的设备，只要Server端有公网IP，能ping得通，一般就也能建立起OPC UA通讯，长距离通讯不再是难题。

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OPC系统升级的必要性

目前在工业生产，尤其是制造业中，不少设备与车间中控组态系统，乃至更上层的厂级、企业级管理系统都采用OPC技术进行通讯，这其中包含了不少使用OPC classic的老旧设备和系统。

而在当下工业4.0的升级浪潮中，OPC classic实际上已经处于逐步淘汰的阶段，相关设备型号也逐渐开始停产，新设备大多采用OPC UA取代之，整个行业范围内OPC系统升级的需求越来越大。

OPC系统升级难题

在升级过程中凸显出一个大问题：

OPC classic与OPC UA完全不兼容，如果直接淘汰全部OPC classic设备和控制系统，升级到OPC UA的对应产品，那么将会为企业带来巨大的采购开销与折旧浪费；而老旧的OPC classic产品已经逐步被淘汰，继续使用老设备也会为企业带来额外的维护成本与故障损失。此外，OPC classic在远程通讯中的缺陷，也导致了企业数据需要先经历一步协议转换，而后才能顺利被收集起来统一管理。

面临升级需要，目前很多企业的做法是将其中部分最老旧的生产线整条淘汰，而在新生产线或者新厂区中完全采用新的OPC UA产品。但这种方法实际上也会产生另外两个令人头疼的问题：

一是两套系统之间完全隔离，数据若需要统筹管理，则需要在两套系统之上额外建立一套系统整合数据；二是，被淘汰的老旧生产线上其实仍有不少的状态依然良好的软硬件能继续投入生产，整线淘汰实际上带来不少折旧浪费。

在产业升级中面对以上难题，很多企业都迫切希望找到最佳的解决方案。因此，广州虹科携手合作伙伴，为行业提供了一个平稳的OPC 系统升级解决方案——OPC UA Tunneller软件平台。

该软件平台包含两大主要功能，一个是OPC classic远程连接，另一个是OPC classic与UA相互转换。

OPC classic远程连接

举一个形象的例子来说，OPC classic远程连接相当于是在Server和Client两台电脑之间建立一个通讯隧道，隧道的两端出口是分别安装在两台电脑上的Tunneller软件，OPC classic数据通过Tunneller提供的接口进入隧道，而隧道则保护着其中的数据不受复杂的网络环境影响，让数据最终顺利到达另一侧。

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典型案例

我们的一个著名跨国企业用户--他们在国内多地的工厂中使用带有OPC classic上传功能的组态系统，并且有一套用OPC classic作为输入协议的数据管理系统，以往他们的做法只是将几个工厂的数据汇集到该城市的一个系统中。但在这次的升级浪潮当中，他们希望在国外某地租用一个大型数据中心，在城市级系统的基础上进行扩容，同时把国内外多地的工厂数据全部接入到该中心进行统一管理。

在了解多个OPC解决方案后，最终他们选择了虹科的Tunneller平台来建立这种跨国距离级别的OPC classic连接。

在这次升级当中，该企业不需改变工厂中原有物理设备，仅加装一个软件，就能让他们提前享受到OPC UA一般的远程连接便利性。他们的管理平台大体上用的仍然是之前已有的，只是做了一些扩容优化，因而实际升级的人力物力成本都较低，升级速度也大幅缩短，这就是一种相对平稳的OPC系统升级方案。

OPC classic与OPC UA相互转换

Tunneller软件实际上是为Client端的访问进行了一次代理，然后将访问到的Server地址空间进行了一次映射，映射回Client所用的协议，这样OPC classic与UA相互之间就能进行数据交换。一言以蔽之，Tunneller充当了一个实时协议翻译的工作，使得通讯双方能相互理解。

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典型案例

在我们的大多数客户案例当中，客户会优先升级他们的上层管理软件，以便更好地配合新产线中的UA设备。

此时，为了能把之前的PLC也纳入统一管理的范畴，客户会使用Tunneller，把PLC中的OPC classic Server转成UA Server，以供管理系统的UA Client与之建立连接并访问。

如此一来，客户可以提前享受到基于OPC UA的新管理软件统一管理所有设备带来的便利与附加商业价值，而无需一下子完成所有设备的淘汰和重新采购，这仍是我们所说的一种典型而平稳的OPC系统升级方案。