[標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范]opc規(guī)范及開發(fā)應(yīng)用(pdf轉(zhuǎn)換版)（精編）

1、數(shù) 數(shù)成組 開,第 27 卷 第 3 期 昆 明 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) Vol. 27 No. 32002 年 6 月 Journal of Kunming University of Science and Technology J un. 2002OPC 規(guī)范及開發(fā)應(yīng)用①蔡翔云 ,鄭小虎 ,姜 麟(昆明理工大學(xué)控制工程研究所 ,云南昆明 650093)摘要 :OPC 規(guī)范是由 OPC 基金會(huì)制定的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,

2、它規(guī)范了過程控制和生產(chǎn)自動(dòng)化軟件與用 OPC 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的硬件驅(qū)動(dòng)程序之間的開放接口. OPC 規(guī)范得到越來越多的工控領(lǐng)域硬件 、軟件制造商的承認(rèn)和支持 ,而中國也于 2000 年 12 月正式加入 OPC 基金會(huì) ,這意味著 OPC 也將成為中國工控界的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn). 本文介紹了 OPC 的體系結(jié)構(gòu) 、 據(jù)存取規(guī)范的對(duì)象和接口 、 據(jù)存取規(guī)范中的事件驅(qū)動(dòng) ,并討論了 OPC 數(shù)據(jù)訪問客戶端的開發(fā).關(guān)鍵詞 :OPC ;COM ;DCO

3、M中圖分類號(hào) : TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :1007 - 855X(2002) 03 - 001 - 070 引 言O(shè)PC(OL E for Process Cont rol) 規(guī)范是由 OPC 基金會(huì)制定的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,它規(guī)范了過程控制和生產(chǎn)自動(dòng)化軟件與用 OPC 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的硬件驅(qū)動(dòng)程序之間的接口.OPC 規(guī)范的基礎(chǔ)是微軟的 OL E/ COM (Compoment Object Model) 及 D

4、COM 技術(shù). COM 組件對(duì)象模型是 Microsoft 提出的一個(gè)“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的軟件結(jié)構(gòu) ,是一種定制軟件的方法. DCOM 是 COM 的擴(kuò)展 ,它可以支持不同計(jì)算機(jī)上組件對(duì)象與客戶程序之間或者組件對(duì)象之間的相互通信 ,這些計(jì)算機(jī)可以在局域網(wǎng)內(nèi) ,也可以在廣域網(wǎng)上 ,甚至通過 Internet/ Int ranet 進(jìn)行連接. 由于 COM 是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛 、 熟的組件技術(shù) ,所以我們可以充分利用基于 COM 的應(yīng)用 、 件

5、 、 發(fā)工具以及知識(shí) ,并把它們轉(zhuǎn)移到分布式計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域中來. 因?yàn)?DCOM 已經(jīng)為我們處理了底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的所有細(xì)節(jié) ,所以我們可以把重點(diǎn)放在應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯上 ,而不必再為底層處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力.工業(yè)控制領(lǐng)域用到大量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 ,應(yīng)用程序需要不斷地和這些設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互. 在 OPC 出現(xiàn)以前 ,應(yīng)用程序開發(fā)商需要不斷地開發(fā)這些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序 ,這帶來了大量重復(fù)性的開發(fā)工作 ,也帶來了很多問題. OPC 規(guī)范采用客戶服務(wù)器模型 ,其實(shí)質(zhì)是

6、在硬件供應(yīng)商和軟件開發(fā)商之間建立了一套“游戲規(guī)則”只要遵循這套規(guī)則 ,數(shù)據(jù)交互對(duì)兩者來說都是透明的 ,硬件供應(yīng)商無需考慮應(yīng)用程序的多種需求和傳輸協(xié)議 ,軟件開發(fā)商也無需了解硬件的實(shí)質(zhì)和操作過程. 硬件提供商只需提供一套符合 OPC Server 規(guī)范的程序組 ,無需考慮用戶需求. 軟件開發(fā)上無須重寫大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 ,用戶在設(shè)備選型上有了更 多 的 選 擇 , OPC帶來的好處是顯而易見的.OPC 規(guī) 范 于圖 1 OPC 客戶

7、客戶/ 服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖 服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖① 收稿日期 :2001 - 05 - 16 ;第一作者簡(jiǎn)介 :蔡翔云 ,男 ,1949 年生 ,教授. 主要研究方向 :集成自動(dòng)化技術(shù).3寫 更.第 3 期 蔡翔云 ,鄭小虎等 :OPC 規(guī)范及開發(fā)應(yīng)用 Update Rate OPC ———服務(wù)器向客戶程序提交數(shù)據(jù)變化的刷新速率.Percent Deadband ———數(shù)據(jù)死區(qū) ,即能引起

8、數(shù)據(jù)變化的最小數(shù)值百分比.OPC 項(xiàng)代表了與服務(wù)器中的數(shù)據(jù)的連接 ,它并不是數(shù)據(jù)源 ,而僅僅是與數(shù)據(jù)源的連接. 每個(gè)項(xiàng)都有以下主要屬性 :Active 項(xiàng)的激活狀態(tài) ; Value 項(xiàng)的數(shù)值 ,類型為 VAR IAN T ; Quality 項(xiàng)的品質(zhì) ,代表數(shù)值的可信度 ,類型為 SHOR T ; Time Stamp 時(shí)間戳 ,代表數(shù)據(jù)的存取時(shí)間.OPC 規(guī)范包含了兩套接口 :客戶化接口 (Custom Interface) 和自動(dòng)

9、化接口 (Automation Interface) . 客戶化接口是一個(gè) OPC 服務(wù)器所必須實(shí)現(xiàn)的接口 ,它描述了 OPC 組件對(duì)象的接口和其中的方法 ,適合 C + +和 PASCAL 語言設(shè)計(jì) ,并可實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行性能的客戶應(yīng)用程序. 客戶化接口沒有項(xiàng)對(duì)象 ,它對(duì)項(xiàng)的操作都是通過包容此項(xiàng)的組對(duì)象進(jìn)行的. 自動(dòng)化接口是可選接口 ,它提供的是一個(gè)自動(dòng)配置和存取過程控制數(shù)據(jù)的接 口 , 它 方 便 了Visual Basic、Exce

10、l 及其它可以使用OL E 自動(dòng)化的服務(wù)器應(yīng)用程序接口的高級(jí)商業(yè)軟件使用.自動(dòng)化接口實(shí)際上是在客戶化接口上的自 動(dòng) 化 封 裝 , 為此 , OPC 基 金 會(huì) 提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化接口包裝器( wrapperDLL ) , 這 圖 3 OPC 中的客戶化接口與自動(dòng)化接口 中的客戶化接口與自動(dòng)化接口個(gè)包裝器可用來包裝任何客戶化服務(wù)器 ,圖 3 給出了客戶化接口與自動(dòng)化接口的關(guān)系.3 數(shù)據(jù)存取規(guī)范中的事件驅(qū)動(dòng)一般的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序

11、從數(shù)據(jù)源讀數(shù)據(jù)是主動(dòng)的 ,相當(dāng)于客戶主動(dòng)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù) (屬性) . 這就要求客戶不斷地查詢服務(wù)器的數(shù)據(jù) ,不管服務(wù)器的數(shù)據(jù)是否發(fā)生了變化 ,因而增加系統(tǒng)的開銷. 而在 OPC規(guī)范中 ,它支持 COM 技術(shù)的雙向通信機(jī)制 ,具有事件驅(qū)動(dòng)功能 ,當(dāng) OPC 服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)它能自動(dòng)通知 OPC 客戶 ,從而大大提高效率. 在 OPC 1. 0 規(guī)范中事件驅(qū)動(dòng)使用的是 COM 的通報(bào)連接機(jī)制 ,在OPC 2. 0 規(guī)范中又增加了對(duì)

12、連接點(diǎn)的支持.OPC 1. 0 規(guī)范要求服務(wù)器的組對(duì)象實(shí)現(xiàn) IDataObject 接口 ,也要求 IDataObject 接口實(shí)現(xiàn) DAdvise 和DU nadvise 方法 ,用于與接收器進(jìn)行連接. OPC 規(guī)范所定義的 IAdviseSink 和 IOPCAsync IO 接口就是提供OPC 服務(wù)器向 OPC 主動(dòng)通信的 ,其中 IAdviseSink 作為接收器由客戶端實(shí)現(xiàn) , IOPCAsync IO 由服務(wù)器實(shí)現(xiàn) ,為客戶

13、提供對(duì)服務(wù)器異步讀寫操作. 有兩種方式會(huì)觸發(fā)服務(wù)器對(duì)客戶端 IAdviseSink 的調(diào)用 :一是客戶調(diào)用 IOPCAsync IO 接口中的讀 、 、 新等函數(shù) ,在函數(shù)執(zhí)行完畢后觸發(fā) ;二是服務(wù)器中組的項(xiàng)發(fā)生了變化 ,并超出了組所定義的數(shù)據(jù)死期范圍.IOPCAsync IO 允許客戶執(zhí)行異步讀寫服務(wù)器的操作 ,由多線程實(shí)現(xiàn). 這些操作會(huì)在服務(wù)器中排隊(duì) ,而IOPCAsync IO 接口函數(shù)會(huì)立即返回 , 客戶可以繼續(xù)執(zhí)行其它操作.

14、 每一個(gè)操作都被當(dāng)作帶有事務(wù) ID(t ransaction ID) 的 ”事 務(wù) ”當(dāng)操作完成時(shí) , IAdviseSink 就會(huì)被回調(diào) (callback) ,在回調(diào)的信息中包含有事務(wù)ID 和操作結(jié)果. 下面給出了 IOPCAsync IO 的一些主要成員函數(shù)及其功能 ,它們具體參數(shù)的含義可參閱參考文獻(xiàn)[ 3 ] .IOPCAsync IO : : Read 從一個(gè)組中異步讀取一個(gè)或多個(gè)項(xiàng) ,結(jié)果通過與 IDataObject 建