OPC簡(jiǎn)介及OPC DA 服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　0 引言

　　OPC 全稱OLE for Process CONtrol，它是由OPC 基金會(huì)制定的自動(dòng)化領(lǐng)域過程控制標(biāo)準(zhǔn)。

　　實(shí)際上，OPC 代表一系列的標(biāo)準(zhǔn)，包括OPC 數(shù)據(jù)訪問(OPC Data AccESS)，OPC 報(bào)警與事件(Alarms Events )，歷史數(shù)據(jù)訪問(OPC Historical Data Access)，OPC XML-DA(1.0)等。目前，OPC 標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，特別是在數(shù)據(jù)采集和軟實(shí)時(shí)控制方面已有很好的應(yīng)用。

　　1 OPC 標(biāo)準(zhǔn)介紹

　　在 OPC 標(biāo)準(zhǔn)制定之前，工業(yè)軟件制造商需要為不同的硬件開發(fā)各自獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)接口。對(duì)于開發(fā)典型監(jiān)控程序軟件的技術(shù)人員來說，約有20%-30%的時(shí)間是用于編寫通訊驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)供應(yīng)商提供一個(gè)新的硬件時(shí)，應(yīng)用軟件研發(fā)人員就不得不重新編寫一個(gè)新的程序。
　　而OPC 標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)為此解決該問題提供了一個(gè)方案，它制定了一系列的數(shù)據(jù)存取，事件，報(bào)警等規(guī)范，使得當(dāng)有新的硬件出現(xiàn)時(shí)，供應(yīng)商只需提供實(shí)現(xiàn)的OPC 標(biāo)準(zhǔn)接口，而上層應(yīng)用軟件則不需重新改寫。這樣，在系統(tǒng)與設(shè)備之間，車間現(xiàn)場(chǎng)與信息管理之間，甚至更遠(yuǎn)的距離上，都可以通過OPC 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無縫通訊，而不必?fù)?dān)心設(shè)備升級(jí)帶來的不便和額外費(fèi)用。

　　OPC 為不同的應(yīng)用制定了不同的標(biāo)準(zhǔn)，OPC DA 是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取的接口規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)基于OLE / COM / DCOM / COM+技術(shù)，采用Client / Server 模式。數(shù)據(jù)通過特定的采集卡或串口等，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中獲得，然后OPC DA 服務(wù)器將這些從數(shù)據(jù)源采集到的數(shù)據(jù)，以O(shè)PC 標(biāo)準(zhǔn)接口形式提供給外部應(yīng)用程序，例如工控軟件，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)等。OPC 服務(wù)器可以通過本地或遠(yuǎn)程服務(wù)服務(wù)器兩種方式，為依照OPC 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的客戶端提供服務(wù)。

　　2 OPC DA 服務(wù)器的設(shè)計(jì)

　　本文通過使用 VC++編程實(shí)現(xiàn)的一個(gè)OPC DA 服務(wù)器框架，來介紹OPC DA 服務(wù)器設(shè)計(jì)中需要解決的主要問題。在OPC 服務(wù)器的設(shè)計(jì)中，引入適配器模式，通過適配層將數(shù)據(jù)訪問同具體的數(shù)據(jù)源操作相分離，以便針對(duì)不同的數(shù)據(jù)來源時(shí)，進(jìn)行快速的二次開發(fā)。實(shí)現(xiàn) OPC DA 服務(wù)器，需要依照OPC 基金會(huì)提供的OPC DA 標(biāo)準(zhǔn)，將從數(shù)據(jù)源中采集數(shù)據(jù)，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接口形式提供給外部。其中，OPC 規(guī)范為OPC 服務(wù)器規(guī)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(xiàn)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(xiàn)。

　　2.1 OPC DA 服務(wù)器中的對(duì)象

　　根據(jù) OPC 標(biāo)準(zhǔn)，在OPC DA 服務(wù)器中，主要包含三個(gè)層次的對(duì)象：服務(wù)器對(duì)象(Server)，組對(duì)象(Group)和數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)。其中，服務(wù)器對(duì)象與組對(duì)象是一對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)Server 對(duì)象可以包含0 到多個(gè)Group 對(duì)象，而一個(gè)組對(duì)象中可以包含0 到多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。OPC DA 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Server 和Group 對(duì)象需要實(shí)現(xiàn)的接口，進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定說明。

　　在 OPC DA 標(biāo)準(zhǔn)中，客戶端對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存取是以Group 為單位的，每次將需要存取的數(shù)據(jù)項(xiàng)item 加入一個(gè)Group，然后對(duì)該Group 進(jìn)行整體讀寫操作。Group 對(duì)象通過標(biāo)準(zhǔn)定義的IOPCDataMgt 接口，對(duì)Item 進(jìn)行添加，刪除等相關(guān)的管理;而Server 對(duì)象則通過IOPCServer 接口對(duì)Group 對(duì)象進(jìn)行添加，刪除等管理。

　　2.2 OPC DA 服務(wù)器的結(jié)構(gòu)

　　開發(fā)一個(gè) OPC DA 服務(wù)器需要注意以下問題：服務(wù)器的運(yùn)行方式，各個(gè)接口與對(duì)象的相互關(guān)系，內(nèi)部數(shù)據(jù)的組織形式，對(duì)外部數(shù)據(jù)源的訪問等。在本實(shí)例中，OPC 數(shù)據(jù)存取服務(wù)器的框架結(jié)構(gòu)如下圖所示

　　圖 1 OPC 服務(wù)器的結(jié)構(gòu)