OPC簡(jiǎn)介及OPC DA 服務(wù)器的設計與實(shí)現

　　0 引言

　　OPC 全稱(chēng)OLE for Process CONtrol，它是由OPC 基金會(huì )制定的自動(dòng)化領(lǐng)域過(guò)程控制標準。

　　實(shí)際上，OPC 代表一系列的標準，包括OPC 數據訪(fǎng)問(wèn)(OPC Data AccESS)，OPC 報警與事件(Alarms Events )，歷史數據訪(fǎng)問(wèn)(OPC Historical Data Access)，OPC XML-DA(1.0)等。目前，OPC 標準在現代工業(yè)控制領(lǐng)域，特別是在數據采集和軟實(shí)時(shí)控制方面已有很好的應用。

　　1 OPC 標準介紹

　　在 OPC 標準制定之前，工業(yè)軟件制造商需要為不同的硬件開(kāi)發(fā)各自獨立的驅動(dòng)接口。對于開(kāi)發(fā)典型監控程序軟件的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，約有20%-30%的時(shí)間是用于編寫(xiě)通訊驅動(dòng)程序。當供應商提供一個(gè)新的硬件時(shí)，應用軟件研發(fā)人員就不得不重新編寫(xiě)一個(gè)新的程序。
　　而OPC 標準的出現為此解決該問(wèn)題提供了一個(gè)方案，它制定了一系列的數據存取，事件，報警等規范，使得當有新的硬件出現時(shí)，供應商只需提供實(shí)現的OPC 標準接口，而上層應用軟件則不需重新改寫(xiě)。這樣，在系統與設備之間，車(chē)間現場(chǎng)與信息管理之間，甚至更遠的距離上，都可以通過(guò)OPC 標準實(shí)現無(wú)縫通訊，而不必擔心設備升級帶來(lái)的不便和額外費用。

　　OPC 為不同的應用制定了不同的標準，OPC DA 是針對現場(chǎng)數據進(jìn)行存取的接口規范，該標準基于OLE / COM / DCOM / COM+技術(shù)，采用Client / Server 模式。數據通過(guò)特定的采集卡或串口等，從現場(chǎng)設備中獲得，然后OPC DA 服務(wù)器將這些從數據源采集到的數據，以OPC 標準接口形式提供給外部應用程序，例如工控軟件，實(shí)時(shí)數據庫等。OPC 服務(wù)器可以通過(guò)本地或遠程服務(wù)服務(wù)器兩種方式，為依照OPC 標準實(shí)現的客戶(hù)端提供服務(wù)。

　　2 OPC DA 服務(wù)器的設計

　　本文通過(guò)使用 VC++編程實(shí)現的一個(gè)OPC DA 服務(wù)器框架，來(lái)介紹OPC DA 服務(wù)器設計中需要解決的主要問(wèn)題。在OPC 服務(wù)器的設計中，引入適配器模式，通過(guò)適配層將數據訪(fǎng)問(wèn)同具體的數據源操作相分離，以便針對不同的數據來(lái)源時(shí)，進(jìn)行快速的二次開(kāi)發(fā)。實(shí)現 OPC DA 服務(wù)器，需要依照OPC 基金會(huì )提供的OPC DA 標準，將從數據源中采集數據，以標準規定的接口形式提供給外部。其中，OPC 規范為OPC 服務(wù)器規定了兩套接口方式：定制接口(Custom interface)和自動(dòng)化接口(AutomATIon Interface)。其中，前者是OPC 服務(wù)器必須實(shí)現的接口，后者則是為方便VB 等腳本語(yǔ)言而提供，可以選擇性實(shí)現。

　　2.1 OPC DA 服務(wù)器中的對象

　　根據 OPC 標準，在OPC DA 服務(wù)器中，主要包含三個(gè)層次的對象：服務(wù)器對象(Server)，組對象(Group)和數據項(Item)。其中，服務(wù)器對象與組對象是一對多的關(guān)系，一個(gè)Server 對象可以包含0 到多個(gè)Group 對象，而一個(gè)組對象中可以包含0 到多個(gè)數據項。OPC DA 標準對Server 和Group 對象需要實(shí)現的接口，進(jìn)行了詳細的規定說(shuō)明。

　　在 OPC DA 標準中，客戶(hù)端對服務(wù)器的數據存取是以Group 為單位的，每次將需要存取的數據項item 加入一個(gè)Group，然后對該Group 進(jìn)行整體讀寫(xiě)操作。Group 對象通過(guò)標準定義的IOPCDataMgt 接口，對Item 進(jìn)行添加，刪除等相關(guān)的管理;而Server 對象則通過(guò)IOPCServer 接口對Group 對象進(jìn)行添加，刪除等管理。

　　2.2 OPC DA 服務(wù)器的結構

　　開(kāi)發(fā)一個(gè) OPC DA 服務(wù)器需要注意以下問(wèn)題：服務(wù)器的運行方式，各個(gè)接口與對象的相互關(guān)系，內部數據的組織形式，對外部數據源的訪(fǎng)問(wèn)等。在本實(shí)例中，OPC 數據存取服務(wù)器的框架結構如下圖所示

　　圖 1 OPC 服務(wù)器的結構