산업현장에서 시스템간 data 교환을 위한 표준의 필요성과 그 표준으로서 OPC가 적합한 이유는 아래 6가지 정도로 요약할 수 있다.

  • Plant 시스템(Field Area ~ Bussiness Area), 장비의 복잡도 증가
  • Sub-System들간의 Data 교환 증가 → Interoperability
  • Openness & Productivity & Connectivity
  • 분산 데이터 처리 architecture 지원
  • 다양한 Platform 지원
  • OPC를 핵심 특징들

    Plant 시스템(Field Area ~ Bussiness Area), 장비의 복잡도 증가

 
그림 1. 현재 Plant의 시스템 구성

   그림 1은 현재 널리 사용되고 있는 단위 공장의 일반적인 시스템구조이다. Field 영역, Control 영역, Bussiness 영역간에는 수많은 data, command, event, alarm 정보들이 각 sub-system들이 요구하는 시간(1/1000 msec ~ hours)안에 오고 간다. 이러한 구성은 단위 장비의 경우도 마찬가지이다.
   시스템의 복잡성이 증가할 수록 상호데이터 교환이 많아질수록, 다양한 문제점들에 봉착하게 된다.
예를 들면, 시스템이 특정 vendor에 종속적이게 되거나 multivendor로 구성된 시스템은 시스템의 통합이나 확장에 있어, 많은 시간이 소모되고 시스템 기능 제약의 가능성이 높다.
   이러한 이유로 시스템간 data 교환을 위한 표준의 필요성이 대두된 것이다.

    Sub-System들간의 Data 교환 증가 → Interoperability

 
그림 2. 현재 device와 상위시스템과의 architecture

   위와 같이 표준이 적용되지 않는 시스템들은 아래와 같은 두가지 문제점을 가진다.
   1. 각 device들은 제조사별로 독점적인 프로토콜 및 network을 가진다.
   2. software driver는 상위시스템과 서로 다른 소프트웨어 인터페이스를 가진다.

   위 2가지 문제점을 해결하기 위해 하드웨어 업체와 소프트웨어 업체들은 부단한 노력을 하였다. 그 결과로 첫 번째 문제점은 소위 fieldbus라 불리우는 devicenet, profibus, lonworks 등의 표준 제정이라는 결과를 낳았으며, 두 번째 문제점은 OPC가 해결하고 있다. 사실 fieldbus와 OPC는 서로 같은 목적을 추구하는 표준으로서, 이미 fieldbus를 위한 OPC 표준인 OPC DX의 draft version이 제정되었다..


그림 3. OPC가 적용된 device와 상위시스템과의 architecture 

   OPC는 두 번째 문제점을 소위 'software bus'라는 표준 인터페이스를 통해 해결했다. 상위 application은 OPC data source로부터 어떻게 data를 가져올 것인가만 알면되고, device driver는 어떻게 data를 제공하는냐만 알면된다. 이를 통해, 자동화 분야의 시스템은 더욱 더 simple해지게 된다.

    Openness & Productivity & Connectivity

   OPC를 시스템에 적용함으로써, 적용 시스템은 아래와 같은 크게 3가지의 이득을 갖게 된다.
  • Openness
    • 시스템들은 real-time data들을 쉽게 얻고 줄수 있다.
      (EASILY ACCESS  to real-time data)
    • 시스템이 특정 vendor에 종속되지 않는다.
  • Productivity
    • OPC는 OPEN industry-standard이므로 end-users와 suppliers는 시스템 통합시, 많은 시간을 줄일 수 있다.
    •  Before OPC: Custom Interfaces
      • COSTLY
      • INEFFICIENT
      • RISKY
    • With OPC: Standard Interfaces
      • REDUCE COST
      • PROTECT INVESTMENT
      • MORE CHOICES
      • INCREASE PRODUCTIVITY
  • Connectivity
    • OPC client 모듈을 가진 모든 applications (HMI, SCADA, MES, Custom...)들은 OPC server 모듈을 가진 모든 applications (device driver, custom application...)들과 "Plug-and Plug" 방식으로 연결된다.

    분산 데이터 처리 architecture 지원


그림 4. OPC가 적용된 device와 상위시스템과의 architecture 

   그림 4는 OPC 인터페이스를 적용한 전형적인 분산구조의 자동화시스템을 보여준다. 각 sub-system들은 client/server의 구조를 갖는다. 이러한 구조를 통해, OPC는 다양한 vendor로 구성된 device들, system들 그리고 fieldbuses간의 분산 처리를 지원한다.

    다양한 Platform 지원

   초기의 OPC는 Microsoft의 DCOM 환경에만 지원했다. 하지만 현제 Non-Microsoft platform들에서도 OPC에 대한 필요성이 대두되면서 많은 platform로의 포팅이 진행중이다. 특히, VxWorks의 경우는 이미 porting이 완료된 상태이다.

    OPC의 핵심 특징들

  • Any Client can talk to Any Server
    • “Plug and Play” 상호호환(interoperability)이 OPC의 최대 목표이다.
  • Combines best features of proprietary C APIs
  • Standard is published and Open to the public
    • OPC Foundation is the organizing body and keeper of specification
  • Flexible - allows for all types of clients and servers
  • Efficient - optimized for fast data transfers
  • Supports All Programming Languages
    • C, C++, VB, Java, HTML, DHTML
  • Internet Ready