基于OPC技術的系統集成設計與實現

3 OPC數據訪問服務器的實現
OPC服務器的實現一般有3種方法：通過快速開發工具開發OPC服務器；通過MFC(微軟基本類庫)提供的COM支持開發OPC服務器；通過ATL(活動模板庫)開發OPC服務器。
由于OPC快速開發工具功能有許多限制，而MFC開發基于窗口的應用程序雖然比較方便。但它不是開發COM組件的理想工具，需要手工添加很多支持COM的基礎代碼。ATL是VC++提供專門針對COM應用開發的活動模板庫。它內部的模板類實現了COM的一些基本特征。比如一些基本的COM接口，也支持COM的高級特征。如雙接口、連接點等，其基本目標是使COM應用開發盡可能的自動化。使用ATL可以快速地開發出高效、簡潔的代碼，同時對COM組件的開發提供了一定限度的代碼自動生成以及可視化支持。所以在此采用ATL研究OPC服務器的開發。
OPCDA規范規定OPCDA Server包含3種對象：Server對象、Group對象和Item對象。Server對象包含了OPCDA Server的相關信息，它可以對Group對象進行添加、刪除，是Group對象的容器。Group對象包含了這個組的相關信息，并提供了邏輯上包含組織Item對象的機制。Item對象與數據項關聯，每個數據項必須具備Value，Quality和TimeStamp三個屬性。OPC數據訪問服務器程序結構如圖3所示。

由于OPC數據服務器既要對底層硬件進行讀寫操作，又要通過OPC接口與客戶程序進行交互，為保證數據存取的效率，所以采用多線程模型，創建exe形式的進程外OPC服務器。實現OPC數據訪問服務器的主要步驟包括：
(1)用ATL創建一個exe進程外服務器。將OPCDA規范中的IDL文件，加入項目中進行編譯，將組件接口引入到工程中；
(2)添加OPCServer對象。創建一個簡單的ATL對象，命名為GstServer，按照OPC規范添加相應接口并實現其方法，其中AddGroup函數的實現是難點；
(3)添加OPCGroup對象。Group對象是通過Server對象的創建實現的，因此不需要類型庫，所以要在工程的OPCDA．cpp文件的對象映射中將其刪除，然后用聚合實現接口的添加：

BEGIN_COM_MAP()
COM_INTERFACE_ENTRY_AGGREGATE()
END_COM_MAP()
(4)定義一個類CGstItem添加Item對象。OPCItem無需實現任何接口功能，只要根據實際情況增加相應的功能函數，如根據OPCltem的名稱與數據源進行連接、讀寫數據源等；
(5)數據存儲區的設計。數據存儲區包含了服務器程序定義的數據項。要根據項的數目確定緩存的大小，使得每個項都有相對應的內存空間；
(6)OPC服務器的結構和功能大同小異，主要的區別在于硬件驅動程序。可以針對不同設備開發相應的讀寫接口類，并與相應的OPC服務器里的項對象連接起來，實現OPC服務器對現場數據的存取功能。

4 OPC客戶應用程序的實現
在該集成系統中，通過自行開發的OPC客戶端實現集成平臺和子系統的數據交換。在應用程序運行時，客戶端將按照指定的采集頻率對數據進行采集。
自動化接口封裝了COM底層的許多實現，使用戶能比較輕松地進行數據訪問，具有簡單、易于編程等優點。該系統的OPC客戶端程序使用VB6通過OPC自動化接口實現OPC數據訪問。程序示例如下：
(1)啟動VB，新建一工程OPCClient，在VB主菜單的“工程”項中選擇“引用”，在彈出窗口可用的引用選項中選擇“OPC Automation 2．0”，就可以使用自動化接口；
(2)聲明使用的對象及變量

(3)連接OPC服務器、建立OPC組和添加OPC項

5 結 語
OPC作為一項逐漸成熟的技術已得到國內外廠商的高度重視，許多公司都在原有產品的基礎上增加了對OPC的支持。由于統一了數據訪問的接口，使控制系統進一步走向開放，實現了信息的集成和共享，所以用戶能夠得到更多的方便。相信隨著技術的發展，OPC會越來越廣泛地應用于工業過程控制領域。