工业控制系统与设备无缝集成的2种办法：OPC 与 DDS

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2017年3月刊，原标题为：物联网与现有系统的无缝集成

随着物联网设备数量的增加，连接成为最大的障碍。开放式平台通信（OPC）和数据分发服务（DDS）为系统的无缝集成提供了两种方法，选用哪种方法，取决于已经安装的系统和终端设备，以及每种方案所提供的集成方式。

整合物联网（IoT）与现有系统的困难，有点类似于广播和电视。广播和电视都使用无线电波来传输信号，使用两端的硬件设备进行编码和解码，将信号分别转换成音频和图像。虽然整体概念相同，但结果却大相径庭。

这就好比：一个生产厂家生产的设备，使用一种通讯协议，另外一个厂家生产的另一套系统则使用不同的通讯协议，现在需要将两者配置使其能够彼此通讯。除非有专门的协议转化，否则这两个设备将无法有效地相互沟通。这就是诸如开放式平台通信（OPC）和数据分发服务（DDS）等连接软件走向舞台的原因。

复杂性不断降低

尽管技术细节不同，OPC和DDS的终极目标则是相似的：通过实施标准软件接口，连接使用任意种协议的设备。这不但简化了工业自动化公司的日常活动，因为它们负责对这些协议的支持，并提供控制系统的硬件和软件；也使新设备和仪器公司，更容易整合那些在物联网概念之前就已经存在的系统。

新技术和现有系统集成的一个例子就是，地理围栏和信标的概念。地理围栏是一个使用地图上的指定位置来追踪确认人们是否在某个特定区域的软件；信标与此相似，使用集成了位置感知设备的硬件来跟踪人离开信标的距离。这项技术已被广泛应用于消费类零售应用，当感知到顾客在商店或餐馆附近时，就可以向他们发送相关的优惠券或通知。这种概念可以应用到安全和或紧急警报系统等行业领域。

例如，在工业设施内， 如果配置了地理围栏系统用于追踪运行人员的位置，那么一旦监测到运行人员进入到工厂特定区域，就可以向控制室的人机界面（HMI）报警。在紧急情况下，使用这些信息，就可以很容易地找到每个人在设施中的确切位置。当使用移动设备进行数据采集时，此数据也可以与控制系统集成。作为运行人员，需要在整个设施中移动，当移动到不同的过程区域时，他的设备可以自动加载正确的数据到输入屏幕，从而可以收集读数。

以地理围栏为例，整合一项在工业领域内新生的技术，需要付诸巨大努力，需要开发工作，并与大量系统结构进行集成测试。相反，如果地理围栏供应商采用OPC或DDS来设计其系统与控制系统的集成，那么只需要开发一个或两个集成功能，开放接口使OPC或DDS能与任何控制系统通信。这可以立即增加供应商的潜在市场份额，而不会增加任何额外工作。

集成的优势

尽管OPC和DDS原理相似，但技术背景不同。OPC是一种基于客户端-服务器的架构，OPC服务器与客户端通信，最典型应用就是工业控制系统。DDS与设备之间使用分散的架构，创建点对点网络来发布信息。

OPC开发应用于工业领域，已经有很长的历史了。不同的OPC解决方案，提供多种通讯协议以及数据库集成、串口设备通讯、以及与基于网络设备的集成。另一方面，DDS最初的开发，则是源自于以IT为中心的应用，用于简化整个网络的通讯；随着技术边界的扩展，逐步被控制系统架构所吸收应用。

OPC和DDS，充当终端设备或整体系统与其它系统的中间件，使通信配置标准化，将数据传送给需求方。两种方案的选择，取决于已经安装的系统和终端设备，以及每种方案所提供的集成方式。由于在生产制造领域，IoT变的越来越流行，因此在最终系统设计中，很可能两者都有。

在提高工业控制系统（ICS）整体功能方面，OPC和DDS都是非常好的工具。它们可以帮助将新的设备集成到工厂设施中、可以提供更多的信息和过程相关内容、使经营者和员工做出更明智的运营决策。

要问的主要问题：什么信息是最有用的？这些信息来自何方？用什么最简单的方法将其送到需要它的地方？这可能意味着在控制系统内，使用不同标准协议的组合，将OPC和DDS与非标设备集成。

物联网的主要优点之一是能够与任何数量的新技术整合，有些甚至是从未被想象过的。使新技术更容易与工业领域集成，从而加快该项技术的投资回报率，为生产制造商创造更多效益。