Protocolo OPC

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Introdução
A comunicação entre os dispositivos de chão de fábrica e os sistemas de automação e informação já podem se beneficiar do padrão OPC (OLE for Process Control). Este foi desenvolvido para permitir que os sistemas de controle possam fazer uso das tecnologias desenvolvidas pela Microsoft para a plataforma WINTEL. Entretanto, a utilização do padrão apresenta algumas características que devem ser observadas para a sua aplicação prática. Estas características são fundamentais para a sua perfeita utilização e para garantir o desempenho da comunicação.
Em 1995, algumas empresas se reuniram com o objetivo de desenvolver um padrão baseado na tecnologia OLE/DCOM para acesso à dados de tempo real dentro do sistema operacional Windows. Neste trabalho foram envolvidos membros da Microsoft para suporte técnico à solução a ser adotada. Este grupo sem fins lucrativos é formado por diversas empresas e é gerenciado pela organização OPC Foundation. Basicamente, o padrão OPC estabelece as regras para que sejam desenvolvidos sistemas com interfaces padrões para comunicação dos dispositivos de campo (CLPs, sensores, balanças, etc.) com sistemas de monitoração, supervisão e gerenciamento (SCADA, MES, ERP, etc.).
A tecnologia OLE (Object Linking and Embedding) foi desenvolvida pela Microsoft em meados de 1990, para suprir a necessidade de se integrar diferentes aplicações dentro da plataforma Windows, de forma a solucionar os problemas de desempenho e confiabilidade do até então utilizado padrão DDE (Dynamic Data Exchange). DCOM Como uma continuação da tecnologia OLE, o DCOM (Distribuited Component Object Model) surgiu junto com o sistema operacional Windows NT e foi logo aceito pela indústria. Basicamente, o DCOM é um conjunto de definições para permitir a implementação de aplicações distribuídas em uma arquitetura cliente-servidor. Desta forma, um cliente pode acessar diferentes servidores ao mesmo tempo e um servidor pode disponibilizar suas funcionalidades para diferentes clientes ao mesmo tempo. Através da definição de interfaces, o DCOM permite que objetos sejam instanciados de forma distribuída e seus serviços e métodos (funções) sejam acessíveis por diferentes programas. Para isso é necessário à utilização de uma linguagem especial, a IDL (Interface Definition Language). Isto significa que cada cliente pode chamar os métodos de qualquer objeto DCOM em um determinado servidor, independentemente do ambiente de programação (linguagem, compilador, versão, etc.) que os mesmos foram criados. Através de um identificador único (GUID, Global Unique Identifier), as interfaces são protegidas contra modificações após a sua publicação e a compatibilidade dos objetos DCOM é então garantida.
Desenvolvimento
O objetivo fundamental da tecnologia OPC é prover uma infraestrutura única, na qual a informação possa ser universalmente compartilhada. Além disso, as seguintes diretivas nortearam seu desenvolvimento: 
 • Simplicidade de implementação: o padrão é, à medida do possível, simples e pouco restritivo;
• Flexibilidade: há interesse em se endereçar as necessidades de vários segmentos da indústria;
• Alta funcionalidade: procura-se incluir o máximo de funcionalidade possível na especificação, sem conflito com os demais objetivos;
• Operação eficiente: embora a simples compatibilidade com o padrão OPC não garanta clientes ou servidores altamente eficientes, nada na especificação impede o desenvolvimento de softwares com essa característica.
Arquitetura
O OPC é uma especificação para dois conjuntos de interfaces: as interfaces OPC Custom e OPC Automation. Apenas a OPC Custom deve ser implementada obrigatoriamente em todos servidores, sendo a OPC Automation um conjunto de interfaces de implementação opcional.
As interfaces OPC Custom são projetadas para serem utilizadas com linguagens de programação que empregam ponteiros, como C/C++, enquanto que, para linguagens mais simples, como Visual Basic, Delphi e VBA, devem ser utilizadas as interfaces OPC Automation. Nestas últimas existe um componente a mais no servidor OPC, chamado Automation Wrapper, que encapsula e gerencia as chamadas entre as linguagens sem ponteiros e a interface OPC Custom, conforme apresentado na figura abaixo.
Principais Especificações
A seguir estão listadas as especificações atualmente disponíveis:
• OPC Common Definitions and Interfaces. Fornece e descreve definições, interfaces e serviços comuns a todas especificações;
• OPC Data Access (DA). Principal especificação do OPC, fornece a funcionalidade de transferência de dados de tempo real e contínua de CLPs, SDCDs e outros, para IHMs, sistemas supervisórios e similares;
• OPC Alarms & Events (AE). Fornece notificações de alarmes e eventos sob demanda, como alarmes de processo, ações do operador, auditagem, etc;
• OPC Historical Data Access (HDA). Fornece mecanismos consistentes e uniformes de acesso a dados de histórico já armazenados;
• OPC Batch. Traz a filosofia do OPC às aplicações de processamento em batelada processamento em batelada (batch processing), permitindo mecanismos de troca de informações e condições operacionais atuais em equipamentos que implementam este tipo de controle. É uma extensão da OPC DA;
• OPC Data eXchange (DX). É uma extensão do OPC DA, e fornece mecanismos para troca de dados entre diferentes servidores OPC DA através de redes de campo heterogêneas, incluindo serviços de configuração, diagnóstico, monitoração e gerenciamento remotos;
• OPC Security. Fornece mecanismos de controle de acesso a informações de processo e proteção contra modificações não autorizadas de parâmetros do mesmo;
• OPC XML-DA (XMLDA). Extensão da OPC DA, fornece mecanismos consistentes e flexíveis para apresentação dos dados de chão de fábrica usando a linguagem XML, permitindo sua apresentação em navegadores Web via Internet/Intranet;
• OPC Complex Data: Outra extensão da OPC DA, permite aos servidores a descrição e representação de formatos de dados mais complexos, tais como estruturas binárias, arrays e outros. Vem sempre associada à DA ou à XMLDA.
Conclusão
A comunicação OPC está adquirindo a maturidade e a estabilidade necessárias para a sua adoção plena na automação industrial. A constante atualização e evolução das especificações do padrão, juntamente com a aderência dos fabricantes de produtos, garantem a adequação do padrão às necessidades das indústrias. Muitas soluções de automação que dependem das informações do chão de fábrica já utilizam o padrão OPC como condição inicial para comunicação de dados. Dentre estas soluções podemos citar os Sistemas SCADA, PIMS (Process Information Management System), Sistemas Especialistas, Sistemas MES (Manufacturing Execution Systems), ERP (Enterprise Resource Planning), etc. O desempenho da comunicação OPC é muito dependente da forma como são implementados os clientes e os servidores, os quais devem permitir que fossem utilizados todos os recursos proporcionados pelo padrão para otimização da comunicação. É esperado que em pouco tempo a comunicação OPC tenha o seu desempenho muito próximo ao dos melhores drivers específicos, com a adoção plena do padrão e com o amadurecimento dos produtos disponíveis no mercado.
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