DDE與OPC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統中的應用

1 引言

隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展以及自動(dòng)化系統集成度的不斷提高，工業(yè)自動(dòng)化系統軟件取得了長(cháng)足的發(fā)展與進(jìn)步。然而，工業(yè)系統中設備數量的不斷增加和現場(chǎng)信息交互共享能力要求的不斷提高，傳統的智能設備之間及智能設備與控制系統之間采用專(zhuān)門(mén)驅動(dòng)程序實(shí)現信息共享的通訊方式已不能滿(mǎn)足工業(yè)控制系統的發(fā)展需要。因此，為了能夠解決工業(yè)系統硬件設備的升級改變?yōu)檐浖到y帶來(lái)的不便，更好的實(shí)現不同設備廠(chǎng)家硬件產(chǎn)品的集成互連，增強系統的穩定性與可靠性，工業(yè)自動(dòng)化軟件接口的標準化、統一化成為工業(yè)控制領(lǐng)域必須面臨的一個(gè)問(wèn)題。

為了能夠使得自動(dòng)化軟件的開(kāi)發(fā)具有統一的接口標準，dde（動(dòng)態(tài)數據交換：dynamic data exchan-ge）、opc（基于過(guò)程控制的鏈接與嵌入：ole for process control）技術(shù)的出現和應用為不同的自動(dòng)化程序系統之間能夠實(shí)現簡(jiǎn)單交互、無(wú)縫互連做出了巨大的貢獻。

2 dde與opc技術(shù)的工作機制

2.1 dde技術(shù)的工作機制

dde是為在同一臺計算機或不同計算機上運行的程序提供動(dòng)態(tài)數據交換，最早由microsoft 公司提出的。動(dòng)態(tài)數據交換（dde）技術(shù)由于其具有實(shí)時(shí)性好、網(wǎng)絡(luò )通信連接實(shí)現方便等特點(diǎn)，在控制軟件與信息網(wǎng)絡(luò )集成中得到了廣泛應用。

動(dòng)態(tài)數據交換基于windows消息機制，各應用程序間通過(guò)傳遞消息進(jìn)行對話(huà)交換信息。windows dde消息傳遞采用client/server模式，客戶(hù)（client）是數據的請求和接受者，而服務(wù)器（server）是數據的提供者，兩者之間通過(guò)請求、應答、傳輸三個(gè)步驟來(lái)完成數據的傳送。dde協(xié)議使用服務(wù)（service）、主題（topic）和數據項（item）三級命名來(lái)標識dde所傳遞的數據單元。一般情況下，服務(wù)（service）就是應用程序的文件名，主題是對服務(wù)器有意義的信息單元。每次dde客戶(hù)與服務(wù)程序之間的對話(huà)都是先由客戶(hù)啟動(dòng)的，所以在每次客戶(hù)啟動(dòng)之前，dde服務(wù)器應當首先投入運行。

當客戶(hù)程序需要向服務(wù)器程序請求數據時(shí)，客戶(hù)程序發(fā)送一條wm-dde-initiate消息給當前運行的所有windows應用程序，這條消息不但包含了它所需要的服務(wù)器名（service）和主題名（topic），而且指明了它所希望的數據類(lèi)型,收到wm-dde-initiate消息的應用程序通過(guò)判別服務(wù)器名和會(huì )話(huà)主題決定是否應答，一旦dde服務(wù)器響應了這條被傳播的消息，dde會(huì )話(huà)就開(kāi)始了。

dde的工作方式有冷連接（cool link）、溫連接（warm link）和熱連接（hot link）等3種。在冷連接方式下，當server中的數據發(fā)生變化后不主動(dòng)通知client，但client可以隨時(shí)從server讀寫(xiě)數據；在溫連接方式下，當server中的數據發(fā)生變化后馬上通知client，client得到通知后將數據取回；在熱連接方式下，當server中的數據發(fā)生變化后馬上通知client，同時(shí)將變化的數據直接送給client。

dde的網(wǎng)絡(luò )形式稱(chēng)為netdde，它包含了dde的全部特征，是動(dòng)態(tài)數據交換（dde）的擴充，可以在跨越網(wǎng)絡(luò )的計算機之間使用。采用netdde后，兩個(gè)或更多網(wǎng)絡(luò )上的應用能夠通過(guò)dde共享來(lái)建立網(wǎng)絡(luò )上不同工作站之間的連接，從而實(shí)現站站之間的動(dòng)態(tài)信息共享。

2.2 opc技術(shù)的工作機制

在opc技術(shù)出現以前，dde技術(shù)是絕大多數控制系統都支持和采用的數據交換方式。但是，由于dde是基于windows信息傳遞而建立的技術(shù)，因此，當通信量較大時(shí)，就會(huì )出現數據刷新速度慢、安全性管理機制差、可靠性能低等現象，從而就有可能致使dde客戶(hù)程序在較長(cháng)時(shí)間內得不到回應。和dde 技術(shù)相比，基于com和dcom技術(shù)的opc技術(shù)具有數據傳送性能高、 安全性管理性能好、開(kāi)發(fā)成本低等特點(diǎn)。

最初階段的opc規范是由opc基金會(huì )的先驅fisher-rosemount、rockwell、opto 22、intellution、intuitive technology公司于1996年8月發(fā)布的，目前opc基金會(huì )成員在全球已超過(guò)300多個(gè)，其中包括世界上幾乎所有主要的控制系統、儀器儀表、過(guò)程控制系統生產(chǎn)廠(chǎng)家。