Кеп сервер что это
Kepware: ОРС сервер и программные продукты
ОРС сервер и программные продукты Kepware
Основное направление разработок Kepware – драйверы коммуникации с контроллерами автоматизации, устройствами ввода/вывода и полевыми устройствами. Драйверы работают с операционными системами Microsoft Windows Desktop, Server и Embedded (Windows CE и Windows NT/XP/7/8/10). На данный момент существует свыше 150 коммуникационных протоколов.
Уникальная архитектура драйверов Kepware, объединенная с промышленными стандартами и стандартами сторонних производителей, гарантирует способность Kepware предоставить ведущим производителям автоматизации структуру технологичных и идеально настроенных решений.
Программные продукты ОРС фирмы Kepware всемирно известны своим качеством, надежностью и простотой использования.
KEPServerEX – ведущая промышленная коммуникационная платформа, обеспечивающая единый источник промышленной автоматизации для всех Ваших приложений.
Она разработана таким образом, чтобы дать пользователям возможность подключать, управлять и контролировать разнообразные устройства автоматизации и программные приложения через единый интуитивно понятный пользовательский интерфейс. Для этого KEPServerEX использует OPC (ведущий стандарт взаимодействия в промышленной автоматизации) и IT-ориентированные протоколы связи (например, SNMP, ODBC и веб-сервисы).
KEPServerEX отличает 6 основных функций:
LinkMaster Kepware совмещает в себе способности как «сервера» так и приложения «клиент», позволяя ему обращаться, собирать, систематизировать и компоновать данные от многочисленных ОРС серверов.
Встроенные масштабирование, менеджер пользовательского доступа, отслеживание ошибок и способности оптимизации записи обеспечивают полный контроль над Вашим потоком данных и прикладным доступом.
RedundancyMaster Kepware увеличивает надежность и действительность данных ОРС, позволяя конфигурировать множественные ОРС серверы в резервные пары.
Резервные ОРС серверные пары выступают как единый ОРС сервер в любом приложении ОРС клиента.
Просто о стандартах OPC DA и OPC UA
OPC (аббр. от англ. Open Platform Communications, ранее англ. OLE for Process Control) – это набор программных технологий, которые предоставляют единый интерфейс для управления различными устройствами и обмена данными. Спецификации OPC были разработаны международной некоммерческой организацией OPC Foundation, которую создали в 1994 году ведущие производители средств промышленной автоматизации. Целью создания OPC было предоставить инженерам универсальный интерфейс для управления различными устройствами.
Реализовав поддержку OPC-клиента, разработчики SCADA систем избавились от необходимости поддерживать сотни драйверов для различных устройств, а производители оборудования, добавив OPC-сервер, обрели уверенность в том, что их продукт может применяться пользователями любых SCADA систем.
Технология OPC включает несколько стандартов, которые описывают набор функций определенного назначения. Текущие стандарты:
OPC DA (Data Access)— наиболее распространённый стандарт. Описывает набор функций обмена данными в реальном времени с ПЛК, РСУ, ЧМИ, ЧПУ и другими устройствами.
OPC HDA (Historical Data Access)предоставляет доступ к уже сохраненным данным и истории.
OPC AE (Alarms & Events)— предоставляет функции уведомления по требованию о различных событиях: аварийные ситуации, действия оператора, информационные сообщения и другие.
OPC Batch— предоставляет функции шагового и рецептурного управления технологическим процессом.
OPC DX (Data eXchange)— предоставляет функции организации обмена данными между OPC-серверами через сеть Ethernet. Основное назначение — создание шлюзов для обмена данными между устройствами и программами разных производителей.
OPC Security— определяет функции организации прав доступа клиентов к данным OPC-сервера.
OPC XML-DA (XML-Data Access)— предоставляет гибкий, управляемый правилами формат обмена данными через XML, SOAP и HTTP.
OPC Complex Data— дополнительные спецификации к OPC DA и XML-DA, которые позволяют серверам работать со сложными типами данных, такими как бинарные структуры и XML-документы.
OPC Commands— набор программных интерфейсов, который позволяет ОРС клиентам и серверам идентифицировать, посылать и контролировать команды, исполняемые в контроллере или модуле ввода-вывода.
OPC UA (Unified Architecture)— последняя по времени выпуска спецификация, которая основана не на технологии Microsoft COM, что предоставляет кроссплатформенную совместимость.
Самое широкое распространение получил стандарт OPC DA, но у него есть существенный недостаток. Во времена его разработки он был построен на современных Windows-технологиях: OLE, ActiveX, COM/DCOM, но с тех пор в отрасли прошли изменения и большое распространение получили другие ОС и технологии. Поэтому технологию OPC сделали платформонезависимой и разработали стандарт OPC UA (Unified Architecture) на открытых кроссплатформенных технологиях.
Применение OPC
Обычно технологию OPC применяют для обмена данными между контроллерами и SCADA системой, но также возможна организация сложных систем на разных уровнях АСУ ТП.
OPC состоит из двух частей: OPC клиента и OPC сервера. ПО OPC сервера через драйверы устройств по полевым шинам опрашивает различные устройства. ПО OPC клиента обычно встроено в SCADA систему и предназначено для получения данных с OPC сервера.
На предприятии можно выделить несколько уровней АСУ:
Нижний уровень — полевые шины (fieldbus) и отдельные контроллеры;
Средний уровень — цеховые сети;
Уровень АСУ ТП — уровень работы систем типа SCADA;
Уровень АСУП — уровень приложений управления ресурсами предприятия, ERP, MES.
Каждый из этих уровней может обслуживаться OPC-сервером, поставляя данные OPC-клиенту на более высоком уровне или соседнему устройству.
Работа OPC DA сервера
OPC DA сервер обеспечивает обмен данными (запись и чтение) между клиентской программой (обычно SCADA системой) и конечными устройствами. Данные в OPC представляют собой переменную Тег с некоторыми свойствами. Переменная может быть любого типа, допустимого в OLE: различные целые и вещественные типы, логический тип, строковый, дата, массивом и т. д. Свойства могут быть обязательными, рекомендуемыми и пользовательскими.
Текущее значение переменной, ее тип и права доступа (чтение и/или запись).
Качество переменнойзависит от выхода измеряемой величины за границы динамического диапазона, отсутствии данных, ошибки связи и других параметров. Обычно принимает значения: хорошее/плохое/неопределенное и дополнительная информация.
Метка временисообщает о времени, когда переменная получила данное значение.
Частота опроса переменной OPC-серверомзадает время обновления значения переменной.
Описание переменной, которое содержит информацию для пользователя о том, что представляет собой эта переменная.
Дополнительно могут быть указаны необязательные свойства: диапазон изменения значения, единица измерения и другие пользовательские параметры.
Для чтения данных из ОРС сервера можно использовать различные режимы:
Синхронный режим: клиент посылает запрос серверу и ждет от него ответ.
Асинхронный режим: клиент отправляет запрос и сразу же переходит к выполнению других задач. Сервер после обработки запроса посылает клиенту уведомление и тот забирает предоставленные данные.
Режим подписки: сервер отсылает клиенту только те теги, которые изменились. Для того, чтобы шум данных не был принят за их изменение, вводится понятие «мертвой зоны», которая слегка превышает максимально возможный размах помехи.
Режим обновления данных: клиент вызывает одновременное чтение всех активных тегов. Активными называются все теги, кроме обозначенных как «пассивные». Такое деление тегов уменьшает загрузку процессора обновлением данных, принимаемых из физического устройства.
Клиент получает данные от ОРС сервера либо из буфера, либо сразу из конечного устройства. Чтение из буфера выполняется быстрее, но данные в нем могут устареть к моменту чтения. ОРС сервер периодически обновляет данные, запрашивая информацию у конечных устройств.
Запись данных в конечное устройство осуществляется в синхронном или асинхронном режимах без промежуточной буферизации. В синхронном режиме клиент осуществляет запись данных и ждет пока не получит подтверждение о выполнении команды от конечного устройства. Этот процесс может занимать много времени, в течении которого клиент находится в ожидании. Асинхронный режим позволяет клиенту отправить запрос серверу и заниматься другими задачами. После окончания записи сервер отправит клиенту уведомление.
Примеры OPC DA сервера
Для примера возьмём SCADA систему Trace Mode 6, в которой реализована функция OPC DA сервера. Trace Mode 6 можно поставить на ПК, либо сразу на контроллер.
SCADA Trace Mode 6 может опрашивать различные модули ввода-вывода и управлять контроллерами по стандартным промышленным протоколам типа: Modbus, МЭК 60870-5-104, HART и другим. Но промышленные протоколы не предназначены для обмена данными между SCADA и ERP, MES системами. Тут придет на помощь стандарт OPC DA, который позволит собрать различные данные с исполнительных модулей SCADA. OPC DA сервер для получения данных с Trace Mode доступен как отдельный модуль, так и в составе модулей OPC МРВ+ или OPC ДокМРВ+.
Также Trace Mode 6 может выступать в качестве OPC клиента и получать данные с OPC DA серверов различных производителей. Например, есть видео урок подключения Trace Mode 6 к NAPOPC DA Server – это OPC DA сервер от компании ICP DAS.
NAPOPC DA Server – это бесплатный OPC DA сервер для опроса модулей ввода-вывода ICP DAS. Его можно установить на ПК, либо прямо контроллеры ICP DAS с ОС:
Windows 10 — XP-9781-IoT
Windows WES — XP-9781-WES7
Windows CE 6.0 — XP-8731-CE6
Windows CE 5.0 — WP-8841-EN
NAPOPC DA Server позволяет опрашивать модули: I-7000, M-7000, ET-7000, I-8K, I-87K и корзины RU-87Pn.
Стандарт OPC UA
OPC UA (Unified Architecture) – это современный стандарт, описывающий передачу данных в промышленных сетях. Он обеспечивает защищенную и надежную коммуникацию между устройствами, являясь при этом аппаратно- и платформо-независимым, что позволяет обеспечить обмен данными между устройствами с разными операционными системами.
Сильными сторонами OPC UA является объектно-ориентированная информационная модель, которая позволяет «просматривать» данные (в стиле web-браузера), и сервис ориентированная архитектура (SOA). Если раньше приходилось использовать несколько OPC серверов: OPC DA для данных в реальном времени, OPC HDA для истории и OPC AE для событий, то теперь все это и многое другое доступно в одном стандарте OPC UA. Вместо дерева тегов, теперь вводится понятие узлов или объектов. Каждый узел включает в себя переменные, методы и другие структуры данных реального объекта.
Обмен данными теперь происходит через бинарные структуры и XML документы. В дополнение к модели клиент/сервер становится доступна модель издатель/подписчик. Также стандарт определяет механизм для поддержки резервирования (если один клиент станет не доступным, то его заменит другой) и быстрого восстановления связи в случае сбоя. Передача данных происходит через транспортный слой TCP, HTTP/SOAP или HTTPS. Вместо механизмов контроля прав доступа Windows, в OPC UA реализована поддержка цифровых сертификатов и возможность шифрования передаваемых данных.
Реализована обратная совместимость с OPC DA через специальную оболочку (wrapper) и proxy-модуль. Для передачи данных через маршрутизаторы и межсетевые экраны OPC DA требовал использовать промежуточное ПО, OPC UA же работает без прослойки. Спецификация OPC UA включает в себя несколько частей, которые описывают логику работы серверов и клиентов. Детальная версия спецификации доступна в стандарте IEC 62541.
Пример OPC UA сервера
Примером OPC UA сервера может стать набор ПО MX-AOPC UA Suite от компании MOXA. В MX-AOPC UA Suite входит 3 программы:
Server – для получения данных с Modbus устройств
Viewer – для просмотра тегов и состояния сервера (Viewer встроен в Server)
Logger – для ведения истории изменения данных, а также интеграции с базами данных и Облачными решениями
В первую очередь MX-AOPC UA Server ориентирован на модули ввода-вывода MOXA, т.к. там реализована функция Active Tag, но также поддерживается подключение сторонних устройств по протоколам Modbus RTU и Modbus TCP. ФункцияActive Tagпозволяет обновлять состояние каналов сразу после их изменения, не дожидаясь команды со стороны сервера.
MX-AOPC UA Logger позволяет отправлять данные в Облако Microsoft Azure и базы данных Microsoft SQL Server, MySQL, Oracle, Microsoft Office 2003 Access или Excel через ODBC.
В MX-AOPC UA реализована защита данных через шифрование ключом Basic128Rsa15 и подтверждение сертификатом X509.
Минусы применения OPC
Конечно у любой хорошей технологии есть свои минусы. Например, разработчики SCADA Trace Mode 6 из компании АдАстра Рисерч Груп, выделяют типовые ошибки в проектировании АСУ ТП.
К ошибкам можно отнести:
Неоправданное применение WEB-технологий в АСУ ТП
Применение протоколов реального времени в телемеханических задачах
Например, вы узнали о хорошей технологии OPC и стремитесь заменить все протоколы нижнего уровня только на OPC. Но конвертация промышленных протоколов Modbus, Profibus и любых других на ПК будет занимать дополнительное время и тратить ресурсы компьютера. Тесты показали, что SCADA система работает в 2 раза быстрее напрямую с промышленными протоколами, чем через промежуточный OPC сервер. Конечно, есть системы где процесс не нужно контролировать в реальном времени, но это нужно учитывать при проектировании АСУ ТП.
К недостаткам также можно отнести сложность настройки OPC сервера и необходимость ручной привязки тысячи тегов. Кроме того, OPC-сервер не всегда поставляется бесплатно и чаще всего на каждый ПК придется покупать отдельную лицензию.
Если система отправляет данные через Интернет в Облако, то наличие слабого шифрования может стать потенциальной уязвимостью и целью для атак хакеров, что ставит под сомнение безопасность всей АСУ ТП.
OPC UA для работы в реальном времени
OPC UA over TSN— для поддержки работы в реальном времени технология OPC UA (вместо модели клиент/сервер) может использовать модель издатель/подписчик совместно с технологией TSN (Time-Sensitive Networking).
Модель клиент/сервер хорошо работает в случае подключения точка-точка, но если устройств становится много, то появляются задержки в обновлении данных. Модель издатель/подписчик обеспечивает связь от одного ко многим и от многих ко многим. Сервер отправляет свои данные в сеть (публикация) и каждый клиент может получить эти данные (подписка).
Технология Ethernet с TSN дополняет существующие средства Ethernet в том, что касается обеспечения качества обслуживания трафика (QoS), включая выделение полосы пропускания, синхронизацию, гарантию низких значений задержки и обеспечения резервирования. Данные, которые передают различные устройства по Ethernet сети, представляют собой потоки. Ethernet коммутаторы с TSN позволяют выделить для каждого потока свою полосу пропускания и обеспечить его передачу в реальном времени. Несколько потоков можно объединить (это называется сетевой конвергенцией) и организовать их передачу по одной сети в режиме реального времени. Получается без технологии TSN по одной Ethernet сети можно передавать только один протокол реального времени, а с TSN несколько.
Объединение технологий OPC UA over TSN позволяет организовать коммуникацию между оборудованием от разных производителей и гарантировать непрерывное получение данных в режиме реального времени.
OPC Foundation планирует использовать OPC UA не только для передачи данных между контроллерами и SCADA системой, но и на полевом уровне от датчиков и IoT устройств к контроллерам, а также от локальных систем в Облако. Для этого планируют разбить стандарт OPC UA на 4 части в зависимости от производительности устройства и необходимых ему возможностей.
Nano Embedded Device Server: подходит для самых маленьких датчиков;
Micro Embedded Device Server: подходит для недорогих ПЛК;
Embedded UA Server: подходит для более мощных ПЛК и пограничных шлюзов;
Standard UA Server: полноценная реализация, поддерживающая все функции.
Русские Блоги
KEPSERVER Подключите конфигурацию Siemens PLC как сервер OPC
C#отOPCСерверное соединениеPLCЧитать и запись данных
Стандарт OPC использует режим C / S, и сервер OPC отвечает за предоставление данных клиенту OPC. Сервер OPC включает в себя объект 3 класса (объект): сервер, групповой объект (группа) и элементы.
(1) OPC Server Object поддерживает информацию о сервере и в качестве контейнера для пакетов для объекта группы OPC, который предоставляет метод интерфейса для чтения / записи и связи для источника данных, который может быть динамически создан или выпустить объекты группы.
(2) Объект группы OPC определяется и поддерживается клиентом. Он поддерживает собственную информацию, обеспечивая механизм для размещения объекта элемента OPC и логически реализует управление элементом OPC.
(3) Объект элемента OPC включен в группу OPC, которая может быть определена и поддерживаться клиентом. Предмет представляет собой соединение с источником данных, и все элементы OPC завершены объектами группы OPC, которые несовместимыми.
Драйвер Siemens SiemenStcp / IP, предоставленный KEPSERVEREX, может предоставлять пользователям интерфейс сервера OPC для подключения устройств Ethernet Siemens TCP / IP IP в приложении клиента OPC.
Ниже Siemens S7-300 Series PLC в качестве примера Описание Как установить KEPSERVERVEX и подключение серии PLC. PLC S7-300 PLC может связываться с модулем связи CP343.
2.1 SET KEPSERVEREX.
※ Новый канал: новый канал
(2) Нажмите программное обеспечение «Нажмите, чтобы добавить канал». Или «Новый канал» на панели инструментов, создайте новый канал:
(3) Измените имя канала «Имя канала» или не изменено, нажмите Далее.
(4) Выберите устройство, которое вы хотите назначить этому каналу для привода «драйвера устройства», выберите в раскрывающемся списке рисунка ниже. “Siemens TCP/IP Ethernet” ，Нажмите «Далее»:
Примечание. 1. Выберите драйвер устройства, который вы хотите подключиться к устройству в раскрывающемся списке вышеуказанного рисунка;
2. Если пользователь не находит драйвер устройства для подключения к устройству во время использования, он может быть не полностью установлен, и пользователь должен изменить установку KEPSERVERVEX (изменить). Пользователь может водить или все диски вам нужно установить при установке KEPSERVEREX.
(5) Выберите сетевой адаптер «Сетевой адаптер», используемый устройством. Здесь вы выбираете «по умолчанию» и нажмите «Далее».
(6) Оптимизируйте канал, чтобы установить «Написать оптимизацию», здесь, чтобы поддерживать значение по умолчанию, нажмите Далее.
(7) Установите резюме, нажмите Готово.
На данный момент новый канал создан.
(8) Пользователи могут изменить параметры канала, щелкнув правой кнопкой мыши или дважды щелкните имя канала: общий, сетевой интерфейс, оптимизация записи.
※ Новое оборудование: новое устройство
(1) Нажмите «Новое устройство» на «Щелкните, чтобы добавить устройство» или панель инструментов для выполнения настроек устройства.
(2) Измените имя устройства «Устройство1, нажмите Далее».
(3) Выберите модель устройства «Модель устройства», здесь мы Выберите «S7-300», Нажмите «Далее.
(4) Выберите идентификатор устройства «ID устройства», вот IP-адрес устройства ПЛК для подключения Отказ Если IP-адрес: 192.168.0.155 Затем установите следующие действия:
(5) Установите Time Parameter «Timing» для связи, здесь мы сохраняем настройки по умолчанию без изменений, нажмите Далее.
(6) Настройки автоматического понижения «Авто-демоторы», здесь мы сохраняем настройки по умолчанию без изменений, нажмите Далее.
(7) Параметры связи «Параметры связи» Настройка, здесь мы сохраняем настройки по умолчанию без изменений, нажмите Далее.
(8) Установите параметры связи S7 «S7 Comm. Параметры» и т. Д. Мы сохраняем настройки по умолчанию без изменений, нажмите Далее.
Где: связанный тип: тип подключения, как правило, выберите значение по умолчанию «ПК»;
7): расположение фактической стойки должно соответствовать соответствующим настройкам в шаге 7;
31): слот процессора фактически подключенного ПЛК должен соответствовать соответствующим параметрам в шаге 7; (на самом деле, я использую 3, здесь не повторно экран »)
Примечание. Эти настройки должны быть согласованы с соответствующими настройками ПЛК на самом деле подключенных!
(9) Установите заказ BYTE Заказ «Байт», здесь мы поддерживаем настройки по умолчанию без изменений, нажмите Далее.
Среди них: Big Endian: Big End Mode, маленький Endian: небольшой режим
(10) Установите отображение содержимого, нажмите «Готово».
Здесь конфигурация сервера OPC была завершена. Нормальные шаги должны быть записаны с C # или C ++ или VB для подключения к серверу OPC для чтения данных. Тем не менее, вы можете сначала сделать тест на соединение, убедитесь, что подключение подключено, метод:
1. Вы можете использовать быстрый клиент, который поставляется с KEPSERVER для проверки, подключен ли он.
※ Новые теги: новый тег
(1) Нажмите «Нажмите, чтобы добавить статическую тег», или панель инструментов «New Tag» добавляет метку.
Имя должно быть, пожалуйста, дайте, значимое, другое значение по умолчанию, вы можете выбрать, устанавливается ли клиентский доступ к чтению, если это необходимо.
Примечание. После его заполнения вы можете нажать кнопку «Выровнять» для тестирования или помощи.
Выше выше только на 1 балл.
(3) Просмотрите значение, нажмите Quick Client, чтобы увидеть добавление данных.
(4) Когда вы приедете сюда, у вас есть PLC на лице и прочитайте значение 1 балла. В фактических приложениях процесс добавления пункта точка завершен в вашей собственной клиентской программе OPC. Вот тест,. Вот тест,. Вот тест,. Вот тест,
В качестве альтернативы вы можете использовать другой клиент OPC для тестирования, без быстрых клиентов, я в основном скажу формат адреса адреса. Использовать Клиент Takebishi OPC можно загрузить.
Конфигурация выглядит следующим образом:
4, здесь клиент Takebishi OPC также завершен.
После того, как OPC служит, это разработка клиента OPC. Этот онлайн-учебник должен обратить внимание на время при использовании сервера OPC.
Objserver = новый opcserver (); // создать объект OPC Server