کاربرد OPC در اتوماسیون صنعتی

تاریخ انتشار : 2026/02/03

OPC چیست؟

OPC مخفف Open Platform Communication است و مجموعه‌ای از استانداردها می‌باشد که توسط بنیاد OPC Foundation برای ارتباطات اتوماسیون صنعتی توسعه داده شده‌اند. OPC یک پروتکل استاندارد برای ارتباط میان یک تجهیز با یک نرم‌افزار کاربردی و سپس با یک سیستم نرم‌افزاری در یک سیستم کنترل صنعتی دیگر است. OPC روشی استاندارد برای جمع‌آوری، تحلیل و در دسترس قرار دادن داده‌ها از سیستم‌های کنترلی و تجهیزات مختلف برای نرم‌افزارها و سیستم‌های تجاری فراهم می‌کند. این موضوع به شرکت‌ها امکان می‌دهد فرایندهای تولید را پایش، بهینه‌سازی و خودکارسازی کرده و اطلاعات پشتیبان تصمیم‌گیری را به دست آورند.

یک OPC Server یک برنامه نرم‌افزاری است که داده‌ها را از سیستم‌های کنترل صنعتی و سیستم‌های کنترل فرایند در اختیار سایر نرم‌افزارها یا تجهیزات قرار می‌دهد. این سرور امکان برقراری ارتباط میان سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، مانند کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی یا PLC ، واحدهای ترمینال راه‌دور (RTU) و سایر تجهیزات از جمله رابط‌های انسان–ماشین (HMI) و سیستم‌های کنترل و جمع‌آوری داده (SCADA) را فراهم می‌کند.

سرورهای OPC به‌عنوان یک پل ارتباطی میان تجهیزات صنعتی و برنامه‌های کلاینتی که نیاز به دسترسی به داده‌های آن‌ها دارند عمل می‌کنند و امکان اشتراک‌گذاری و مانیتورینگ داده‌ها را فراهم می‌سازند. آن‌ها یک رابط استاندارد برای دسترسی به داده ارائه می‌دهند و قادر به انجام وظایفی مانند جمع‌آوری داده، پایش بلادرنگ و بازیابی داده‌های تاریخی هستند.

هر فرد یا سیستمی که نیاز به دسترسی به داده‌های بلادرنگ از تجهیزات یا فرایندهای صنعتی داشته باشد می‌تواند از یک سرور OPC استفاده کند. سرورهای OPC به‌طور گسترده در صنایعی به کار می‌روند که در آن‌ها تبادل داده پیوسته و قابل‌اعتماد برای عملیات، کنترل فرایند و تصمیم‌گیری حیاتی است. سرورهای OPC مانند در کارخانه‌های تولیدی، نیروگاه‌ها، تأسیسات تصفیه فاضلاب، پالایشگاه‌های نفت و گاز، سیستم‌های حمل‌ونقل و سیستم‌های اتوماسیون ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سرور OPC از مشخصات مختلف OPC مانند OPC DA (دسترسی به داده) و OPC UA (معماری یکپارچه) پشتیبانی می‌کند. همچنین شامل قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند امنیت و فیلترکردن داده‌ها است. این سرور می‌تواند حجم بالایی از داده را مدیریت کرده و به‌طور هم‌زمان از چندین کلاینت پشتیبانی نماید.

نسخه‌های مختلفی از OPC وجود دارد که هر یک قابلیت‌ها و ویژگی‌های خاصی را برای ارتباط بین سیستم‌های کنترلی و تجهیزات تولید ارائه می‌دهند:

 

• Data Access
• Alarms & Events
• Historical Data Access
• Unified Architecture

 

 

Data Access

 

OPC DA قدیمی‌ترین و ساده‌ترین پروتکل OPC است. این پروتکل داده‌ها را مستقیماً از سیستم‌های کنترلی به سایر سیستم‌ها در سطح کارخانه ارسال می‌کند. با استفاده از OPC DA، نرم‌افزارها داده‌های بلادرنگ را از تجهیزات و سیستم‌های مختلف جمع‌آوری کرده و این داده‌ها را نمایش می‌دهند یا از آن‌ها برای تصمیم‌گیری استفاده می‌کنند. این پروتکل از یک روش ارتباطی کارآمد برای انتقال سریع و قابل‌اعتماد داده‌ها بین برنامه‌های مختلف استفاده می‌کند. یکی از محدودیت‌های OPC DA این است که فقط قادر به جمع‌آوری و اشتراک‌گذاری داده‌های بلادرنگ است و از داده‌های تاریخی یا ساختارهای داده پیچیده پشتیبانی نمی‌کند.

Alarms & Events

 

OPC AE توسعه‌ای از پروتکل OPC است که برای جمع‌آوری و اشتراک‌گذاری اطلاعات مربوط به آلارم‌ها و رویدادها بین سیستم‌های مختلف اتوماسیون صنعتی طراحی شده است. با استفاده از OPC AE، کاربران می‌توانند اطلاعات مربوط به وضعیت تجهیزات و فرایندها را جمع‌آوری کرده و در صورت بروز انحراف از شرایط عادی یا وقوع خطاهای سیستمی، هشدار دریافت کنند. این پروتکل همچنین امکان استفاده از فیلترهای پیشرفته را فراهم می‌کند تا فقط اطلاعات مرتبط جمع‌آوری شود، که این امر موجب بهبود عملکرد سیستم و کاهش بار شبکه می‌گردد.

Historical Data Access

 

OPC HDA توسعه دیگری از پروتکل OPC است که برای جمع‌آوری و اشتراک‌گذاری داده‌های تاریخی از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی بین نرم‌افزارهای مختلف طراحی شده است. این پروتکل امکان استفاده از داده‌های تاریخی جمع‌آوری‌شده برای تحلیل روندها و الگوها و همچنین تهیه گزارش‌ها را فراهم می‌کند. این قابلیت به شناسایی مشکلات و تصمیم‌گیری درباره بهبود و بهینه‌سازی سیستم کمک می‌کند. با این حال، OPC HDA نسخه‌ای قدیمی محسوب می‌شود و امروزه کمتر در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

Unified Architecture

 

OPC UA جدیدترین و مدرن‌ترین نسخه OPC است و نسبت به نسخه‌های قبلی مزایای متعددی ارائه می‌دهد. به‌عنوان مثال، از سیستم‌عامل‌ها، زبان‌های برنامه‌نویسی و پلتفرم‌های مختلف پشتیبانی می‌کند. همچنین سطح بالاتری از امنیت و احراز هویت را فراهم می‌سازد که شامل رمزنگاری، امضای دیجیتال و مدیریت گواهی‌ها می‌باشد.

این معماری با تمرکز بر قابلیت همکاری (Interoperability) طراحی شده و روشی استاندارد برای تبادل داده بین سیستم‌ها و تجهیزات مختلف، بدون وابستگی به سازنده یا نوع تجهیز، ارائه می‌دهد. این ویژگی به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تجهیزات و سیستم‌های گوناگون را به‌سادگی یکپارچه کرده و داده‌ها را بین بخش‌ها و سازمان‌های مختلف به اشتراک بگذارند.

OPC UA همچنین به‌گونه‌ای طراحی شده است که الزامات محیط‌های Industry 4.0 و IIoT (اینترنت اشیا) را برآورده سازد؛ محیط‌هایی که در آن‌ها تعداد زیادی از تجهیزات و سیستم‌ها از طریق اینترنت و سرویس‌های ابری به تبادل داده می‌پردازند. در نتیجه، OPC UA به یکی از استانداردهای مهم در اتوماسیون صنعتی تبدیل شده و در طیف گسترده‌ای از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

OPC چگونه کار می‌کند؟

 

OPC بر اساس مدل کلاینت–سرور عمل می‌کند. یک OPC Server نرم‌افزاری است که دسترسی به داده‌های یک تجهیز یا فرایند مشخص، مانند PLC (کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی) یا سیستم SCADA (کنترل و جمع‌آوری داده نظارتی)، را فراهم می‌کند. OPC Client یک نرم‌افزار یا سیستم است که از طریق OPC Server به این داده‌ها دسترسی پیدا می‌کند.

زمانی که یک کلاینت به سرور متصل می‌شود، فرایندی برای برقراری اتصال و ایمن‌سازی تبادل داده آغاز می‌گردد. پس از آن، کلاینت می‌تواند داده‌های در دسترس را از سرور درخواست کرده و این داده‌ها را به‌صورت بلادرنگ به‌روزرسانی کند.