اتصالات المنصات المفتوحة

تُعدّ تقنية الاتصالات عبر المنصات المفتوحة ( OPC ) سلسلة من المعايير والمواصفات الخاصة بالاتصالات الصناعية . وهي تستند إلى تقنية ربط وتضمين الكائنات (OLE) للتحكم في العمليات . وقد طوّر فريق عمل متخصص في الأتمتة الصناعية المعيار الأصلي عام 1996 تحت اسم OLE للتحكم في العمليات . وتحدد OPC آلية تبادل بيانات المصنع في الوقت الفعلي بين أجهزة التحكم من مختلف الشركات المصنعة.

بعد الإصدار الأولي عام ١٩٩٦، أُنشئت مؤسسة OPC للحفاظ على المعايير. ^{[ ١ ]} ونظرًا لتجاوز استخدام OPC مجال التحكم في العمليات، غيّرت مؤسسة OPC اسمها إلى Open Platform Communications عام ٢٠١١. ^{[ ١ ]} ويعكس هذا التغيير في الاسم تطبيقات تقنية OPC في مجالات أتمتة المباني ، والتصنيع المنفصل ، والتحكم في العمليات، وغيرها. كما توسّع نطاق OPC ليشمل تقنيات نقل البيانات الأخرى، بما في ذلك إطار عمل .NET من شركة مايكروسوفت ، و XML ، وحتى تنسيق TCP ثنائي التشفير الخاص بمؤسسة OPC.

استندت مواصفات OPC إلى تقنيات OLE و COM و DCOM التي طورتها شركة مايكروسوفت لأنظمة تشغيل مايكروسوفت ويندوز . حددت هذه المواصفات مجموعة قياسية من الكائنات والواجهات (مثل IDL) والأساليب المستخدمة في تطبيقات التحكم في العمليات وأتمتة التصنيع لتسهيل التوافق . تُعد مواصفات OPC Data Access (OPC DA ) الأكثر شيوعًا ، وتُستخدم لقراءة وكتابة البيانات في الوقت الفعلي. عندما يشير الموردون إلى "OPC" بشكل عام، فإنهم يقصدون عادةً OPC Data Access (OPC DA). خضعت OPC DA نفسها لثلاثة تنقيحات رئيسية منذ إنشائها. تتميز الإصدارات بالتوافق مع الإصدارات السابقة، حيث يمكن الوصول إلى خادم OPC الإصدار 3 من خلال عميل OPC الإصدار 1، نظرًا لإضافة المواصفات وظائف جديدة، ولكنها لا تزال تتطلب تنفيذ الإصدار الأقدم. مع ذلك، يمكن كتابة عميل لا يدعم الوظائف القديمة نظرًا لإمكانية تنفيذ كل شيء باستخدام الوظائف الأحدث، وبالتالي فإن عميلًا متوافقًا مع DA-3 لن يعمل بالضرورة مع خادم DA 1.0.

بالإضافة إلى مواصفات OPC DA، تُشرف مؤسسة OPC على مواصفات OPC للوصول إلى البيانات التاريخية (HDA). وعلى عكس البيانات الآنية التي يُمكن الوصول إليها عبر OPC DA، فإن OPC HDA تُتيح الوصول إلى البيانات المؤرشفة واسترجاعها.

تتولى مؤسسة OPC مسؤولية صيانة مواصفات إنذارات وأحداث OPC، والتي تحدد تبادل معلومات رسائل الإنذارات وأنواع الأحداث، بالإضافة إلى حالات المتغيرات وإدارة الحالة. ^{[ 2 ]} وبحلول عام 2002، تمت مقارنة هذه المواصفات ببروتوكول Fieldbus ومعايير سابقة أخرى. ^{[ 3 ]}

تمت الموافقة على واجهة OPC Express، المعروفة باسم OPC Xi، في نوفمبر 2009، لإطار عمل .NET . ^{[ 4 ]} استخدمت OPC Xi تقنية Windows Communication Foundation بدلاً من DCOM، مما يسمح بتهيئتها للاتصال عبر طبقة الأمان المحسّنة لترجمة عناوين الشبكة (NAT). ^{[ 5 ]}

في نفس الفترة تقريبًا، طُوِّرت بنية OPC الموحدة (UA) لتحقيق استقلالية المنصة. ^{[ 5 ]} يمكن تطبيق UA باستخدام Java أو Microsoft .NET أو C ، مما يُغني عن استخدام منصة Microsoft Windows المستخدمة في إصدارات OPC السابقة. جمعت UA وظائف واجهات OPC الحالية مع تقنيات جديدة مثل XML وخدمات الويب لتقديم دعم متطور لأنظمة تنفيذ التصنيع (MES) وتخطيط موارد المؤسسات (ERP). اجتمع أول فريق عمل لـ UA في عام 2003، ونُشرت النسخة 1.0 في عام 2006. ^{[ 6 ]}

في 16 سبتمبر 2010، أعلنت مؤسسة OPC ومعهد MTConnect عن تعاونهما لضمان قابلية التشغيل البيني والاتساق بين المعيارين. ^{[ 7 ]}

صُممت تقنية OPC لتوفير جسر مشترك بين تطبيقات البرامج التي تعمل بنظام ويندوز وأجهزة التحكم في العمليات. تُحدد المعايير طرقًا موحدة للوصول إلى بيانات الحقل من أجهزة أرضية المصنع. وتبقى هذه الطريقة ثابتة بغض النظر عن نوع البيانات ومصدرها. يوفر خادم OPC لجهاز معين نفس الطرق التي يستخدمها أي خادم OPC آخر لأي جهاز للوصول إلى بياناته. كان الهدف هو تقليل الجهد المكرر المطلوب من مصنعي الأجهزة وشركائهم في مجال البرمجيات، ومن منتجي أنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات (SCADA) وواجهات المستخدم الرسومية (HMI) الأخرى، وذلك لربط النظامين. بمجرد أن يُطور مُصنِّع الأجهزة خادم OPC الخاص به للجهاز الجديد، ينتهي عمله فيما يتعلق بالسماح لأي نظام طرفي بالوصول إلى جهازه، وبمجرد أن يُطور مُنتج نظام SCADA عميل OPC الخاص به، يُتيح الوصول إلى أي جهاز مزود بخادم متوافق مع OPC.

توفر خوادم OPC طريقةً لمختلف حزم البرامج (طالما أنها عميل OPC) للوصول إلى البيانات من جهاز تحكم في العمليات، مثل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو نظام التحكم الموزع (DCS). تقليديًا، كان يتطلب الأمر كتابة واجهة أو برنامج تشغيل مخصص كلما احتاجت حزمة برمجية إلى الوصول إلى بيانات من جهاز. لا يوجد في مواصفات OPC ما يقيد الخادم بتوفير الوصول إلى جهاز تحكم في العمليات فقط. يمكن كتابة خوادم OPC لأي غرض، بدءًا من الحصول على درجة الحرارة الداخلية للمعالج الدقيق وصولًا إلى درجة الحرارة الحالية في مدينة مونومنت فالي.

بمجرد كتابة خادم OPC لجهاز معين، يمكن إعادة استخدامه بواسطة أي تطبيق قادر على العمل كعميل OPC. يمكن ربط خوادم OPC ببعضها البعض والتواصل معها. تستخدم خوادم OPC تقنية OLE من مايكروسوفت (المعروفة أيضًا باسم نموذج كائن المكون، أو COM) للتواصل مع العملاء. تتيح تقنية COM تحديد معيار لتبادل المعلومات في الوقت الفعلي بين تطبيقات البرامج وأجهزة المعالجة.

تُنشر بعض مواصفات OPC، بينما لا تتوفر مواصفات أخرى إلا لأعضاء مؤسسة OPC. لذا، ورغم أن OPC ليست حكرًا على أي شركة، ويمكن لأي شخص تطوير خادم OPC سواءً كان عضوًا في مؤسسة OPC أم لا ، فإن غير الأعضاء لن يستخدموا بالضرورة أحدث المواصفات. يقع على عاتق كل شركة تحتاج إلى منتجات OPC مسؤولية التأكد من حصول منتجاتها على الشهادات اللازمة، وأن مُكاملِي أنظمتها مُدرَّبون تدريبًا كافيًا.

• Modbus RTU
• لونوركس
• KNX (قياسي)
• IEC 61850
• MTConnect

• مكتبة FatRat - مجموعة أدوات مجانية لمطوري خوادم OPC
• OpenOPC – تطوير عميل OPC مفتوح المصدر بلغة بايثون
• مؤسسة OPC
• رابطة مبرمجي OPC
• كتاب إلكتروني بعنوان "مساحة عناوين بنية OPC الموحدة" (مؤرشف بتاريخ 30 يناير 2009 على موقع Wayback Machine) .
• مكتبة prOpc – مجموعة أدوات خادم/عميل OPC مفتوحة المصدر مكتوبة بلغة دلفي