[標準規(guī)范]opc規(guī)范及開發(fā)應用(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 學 報 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)應用①蔡翔云 ,鄭小虎 ,姜 麟(昆明理工大學控制工程研究所 ,云南昆明 650093)摘要 :OPC 規(guī)范是由 OPC 基金會制定的一個工業(yè)標準 ,

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

3、M中圖分類號 : TP273 文獻標識碼 :A 文章編號 :1007 - 855X(2002) 03 - 001 - 070 引 言OPC(OL E for Process Cont rol) 規(guī)范是由 OPC 基金會制定的一個工業(yè)標準 ,它規(guī)范了過程控制和生產(chǎn)自動化軟件與用 OPC 服務器實現(xiàn)的硬件驅(qū)動程序之間的接口.OPC 規(guī)范的基礎是微軟的 OL E/ COM (Compoment Object Model) 及 D

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

5、 、 發(fā)工具以及知識 ,并把它們轉(zhuǎn)移到分布式計算的應用領域中來. 因為 DCOM 已經(jīng)為我們處理了底層網(wǎng)絡協(xié)議的所有細節(jié) ,所以我們可以把重點放在應用的業(yè)務邏輯上 ,而不必再為底層處理費時費力.工業(yè)控制領域用到大量的現(xiàn)場設備 ,應用程序需要不斷地和這些設備進行數(shù)據(jù)交互. 在 OPC 出現(xiàn)以前 ,應用程序開發(fā)商需要不斷地開發(fā)這些設備的驅(qū)動程序 ,這帶來了大量重復性的開發(fā)工作 ,也帶來了很多問題. OPC 規(guī)范采用客戶服務器模型 ,其實質(zhì)是

6、在硬件供應商和軟件開發(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)交互對兩者來說都是透明的 ,硬件供應商無需考慮應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備驅(qū)動程序 ,用戶在設備選型上有了更 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/ 服務器結(jié)構(gòu)圖 服務器結(jié)構(gòu)圖① 收稿日期 :2001 - 05 - 16 ;第一作者簡介 :蔡翔云 ,男 ,1949 年生 ,教授. 主要研究方向 :集成自動化技術(shù).3寫 更.第 3 期 蔡翔云 ,鄭小虎等 :OPC 規(guī)范及開發(fā)應用 Update Rate OPC ———服務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 項代表了與服務器中的數(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. 每個項都有以下主要屬性 :Active 項的激活狀態(tài) ; Value 項的數(shù)值 ,類型為 VAR IAN T ; Quality 項的品質(zhì) ,代表數(shù)值的可信度 ,類型為 SHOR T ; Time Stamp 時間戳 ,代表數(shù)據(jù)的存取時間.OPC 規(guī)范包含了兩套接口 :客戶化接口 (Custom Interface) 和自動

9、化接口 (Automation Interface) . 客戶化接口是一個 OPC 服務器所必須實現(xiàn)的接口 ,它描述了 OPC 組件對象的接口和其中的方法 ,適合 C + +和 PASCAL 語言設計 ,并可實現(xiàn)最佳運行性能的客戶應用程序. 客戶化接口沒有項對象 ,它對項的操作都是通過包容此項的組對象進行的. 自動化接口是可選接口 ,它提供的是一個自動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 自動化的服務器應用程序接口的高級商業(yè)軟件使用.自動化接口實際上是在客戶化接口上的自 動 化 封 裝 , 為此 , OPC 基 金 會 提供了一套標準的自動化接口包裝器( wrapperDLL ) , 這 圖 3 OPC 中的客戶化接口與自動化接口 中的客戶化接口與自動化接口個包裝器可用來包裝任何客戶化服務器 ,圖 3 給出了客戶化接口與自動化接口的關系.3 數(shù)據(jù)存取規(guī)范中的事件驅(qū)動一般的數(shù)據(jù)采集應用程序

11、從數(shù)據(jù)源讀數(shù)據(jù)是主動的 ,相當于客戶主動訪問服務器的數(shù)據(jù) (屬性) . 這就要求客戶不斷地查詢服務器的數(shù)據(jù) ,不管服務器的數(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)的雙向通信機制 ,具有事件驅(qū)動功能 ,當 OPC 服務器的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時它能自動通知 OPC 客戶 ,從而大大提高效率. 在 OPC 1. 0 規(guī)范中事件驅(qū)動使用的是 COM 的通報連接機制 ,在OPC 2. 0 規(guī)范中又增加了對

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

13、提供對服務器異步讀寫操作. 有兩種方式會觸發(fā)服務器對客戶端 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) ;二是服務器中組的項發(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)行異步讀寫服務器的操作 ,由多線程實現(xiàn). 這些操作會在服務器中排隊 ,而IOPCAsync IO 接口函數(shù)會立即返回 , 客戶可以繼續(xù)執(zhí)行其它操作.

14、 每一個操作都被當作帶有事務 ID(t ransaction ID) 的 ”事 務 ”當操作完成時 , IAdviseSink 就會被回調(diào) (callback) ,在回調(diào)的信息中包含有事務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[ 3 ] .IOPCAsync IO : : Read 從一個組中異步讀取一個或多個項 ,結(jié)果通過與 IDataObject 建