湘潭大学自然科学学报编辑部论文赏析OPC隧道技术的研究与应用.docx

OPC隧道技术的研究与应用俞辉南京工业大学摘 要: 本文介绍了传统的OPC技术及其模型，详细分析了传统的OPC技术在企业信息集成时的安全性、DCOM配置、网络依赖等技术缺陷。针对这些技术缺陷，讨论了传统OPC的几种改进技术，并对OPC隧道技术原理和实现方案进行研究，给出了该技术的应用案例。关键词:传统OPC, OPC隧道, DCOM,安全性OPC tunneling Technology Research and ApplicationYU Hui Automation and Electrical Engineering , Nanjing University of Technology , Nanjing 21009E-mail: yuhui2018@ Abstract: This paper introduces the traditional OPC technology and its model, analyzes security, DCOM configuration, network dependence and other technical defects of the classical OPC technology in enterprise information integration. According to these technical deficiencies, several improved technologies about classical OPC are discussed, and OPC tunneling technology principle and implementation scheme are studied. An application case about OPC tunneling technology is also provided in this paper.Key Words: Classical OPC, OPC Tunnel, Distributed COM, SecurityOPC是一种软件接口技术，主要用于实现工业控制系统、人机界面 、监督控制系统以及企业上层应用间数据的交互。现在OPC已成为实现不同控制产品集成的最重要的技术。OPC的主要价值在于它对于不同的工业控制产品间通信提供了标准的接口方式，与生产过程中所使用的软件和硬件产品的型号无关。在OPC技术应用之前，应用软件厂商不得不针对不同的DCS和PLC产品开发出相应的驱动程序，驱动程序的质量和多少，是评价一个应用软件优劣的重要指标，驱动程序的开发的工作量占到整个产品开发工作量的80%以上。在应用OPC技术之后，应用软件厂商只需开发一个优化的OPC客户端或服务器，就可以与支持OPC技术的产品进行数据集成。随着自动化和信息化的快速发展，用户系统日益复杂，系统规模日益扩大，用户希望把从工厂底层的设备信息到高层的企业决策信息都能够有效地集成和整合。传统OPC技术（OPC DA, OPC HDA和OPC AE等）基于微软的COM/DCOM技术，COM/DCOM技术是并不是为实时数据传输设计的，该技术本身存在一些缺陷。必威体育精装版的OPC技术(OPC UA)基于面向服务的构架（SOA），解决了数据交换的安全性、跨平台性和扩展性问题，但该协议比较复杂，目前并未得到广泛应用。传统OPC技术存在的问题OPC技术可以理解成一种类型的OPC应用程序接口(OPC API)的集合。它相较于其它的通信协议（如以太网协议，TCP/IP协议或Modbu协议等）来说是一种更高层次的抽象。对于大部分使用OPC API的开发人员来说，OPC API底层所使用的网络传输和数据编码并不用知道，图1为传统OPC技术模型，由于DCOM技术本身的缺陷，使得传统OPC技术在分布式应用中存在很多问题。图 1 OPC技术模型Fig.1 Technology model of OPC安全性问题 大部分基于TCP和UDP通讯协议的应用程序都使用确定端口号进行通信，使用防火墙设备来保护这些客户端和服务器设备相对比较简单。对防火墙进行，仅允许指定端口号的上的通讯，而阻止其他所有的网络通讯，从而确保通信的安全。传统的OPC技术的通信底层是通过DCOM技术实现互联的。OPC客户端建立与OPC服务器端通信时，首先通过135端口进行协商确定通讯所需的TCP端口号，然后再OPC服务器再利用该端口与OPC客户端进行通信。通信的端口号是由OPC服务器以一个虚拟随机序列动态分配的，无法提前知道OPC服务器返回给客户端的端口号。因此，防火墙在设置时，不得不允许OPC客户端和OPC服务器之间的任何端口号的TCP连接。在这种情况下，防火墙提供的安全保障被降至最低。