OPC技术及其在垃圾焚烧监控系统中的应用
日期：2006-10-22 22:20:53 来源：本文摘自《PLC&FA》
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工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。现场设备的种类繁多，而且又有产品的不断升级，给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。OPC的出现为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制，它以OLE(对象链接与嵌入)/COM(组件对象模型)/DCO(分布式组件对象模型)机制作为应用程序级的通信标准，采用了客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作。
OPC的技术实现主要包括OPC服务器和OPC客户两部分，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对于两者来说是透明的，硬件开发商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。
由图1可以看出OPC服务器主要由三类对象组成:Server服务器、Group组和Item项目。
(1) OPCServer对象[1]
这是客户应用最先能够连接到的COM对象。OPC- Server对象中包含着与Server有关的信息，同时还充当容纳OPCGroup对象的“容器”。
(2) OPCGroup对象
接下来一层是OPCGroup对象集合，它负责管理和组织OPCItem对象。OPCGroup对象由调用它的应用动态生成，用于组织和管理位号及其属性。例如，各个监控界面可能分别对应了一个OPCGroup对象，该对象负责访问现场数据，并为界面显示提供数据支持。由于用户可以通过编写OPC客户调用程序来决定OPCGroup的内容以及它包含哪些OPCItem对象，因此可以很方便地对现场数据进行重新组织。用户完全按实际的需要重组数据项，以便在需要的时候查看需要的数据，而不会影响底层的控制系统。
(3) OPCItem对象
从OPCGroup往下就是OPCItem对象集合。每个OPCItem对象提供了与一个现场数值的连接，即每个OPCItem与一个信号变量对应。它用来实现OPC服务器与实际数据的连接。
OPC服务器对象提供了一种访问数据源的方法,它通过IOPCServer(OPC Server的主接口)、OPCBrower(OPC浏览器对象)、IPersistFile(根接口文件)向客户提供接口。OPC组对象包含在OPC服务器对象中，并由客户端定义和维护，每个服务器可以包含多个组对象。OPC组对象可以通过IOPCGROUNP增加或删除OPC项目对象，OPC项目对象包含在OPC组对象中，１个组对象可以包含多个项目对象，它同样由客户端定义和维护。
OPC扩展了设备的概念，只要符合OPC Server的规范，OPC客户可与之方便的实现数据交互。接口见图2所示。
OPC标准是以Microsoft的OLE技术为基础的，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM完成的。OPC技术中使用的是OLE 2技术。COM的全称是Componet Object Model，它主要是提供了一种对象与编程语言无关的标准，即将Windows下的对象定义为独立单元，可不受限制地访问这些单元。当COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，也就是一个应用程序的使用对象可分布在网络上，COM的这个扩展就称为DCOM(Distributed COM)。通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。
1 引言P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
OPC是OLE for Process Control的缩写，即把OLE应用于工业控制领域。OLE原意是对象链接与嵌入，随着OLE2的发行，其范围已经远远超出了这个概念。现在的OLE包容了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统的一种规范。OPC建立于OLE规范之上，是过程控制业中的新兴标准，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁[2][3]。
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工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。现场设备的种类繁多，而且又有产品的不断升级，给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。OPC的出现为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制，它以OLE(对象链接与嵌入)/COM(组件对象模型)/DCO(分布式组件对象模型)机制作为应用程序级的通信标准，采用了客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作。
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2 OPC的技术原理、特点、体系结构plcjs.技.术_网
2.1 技术原理、特点[2][4]
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OPC的技术实现主要包括OPC服务器和OPC客户两部分，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对于两者来说是透明的，硬件开发商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。
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由图1可以看出OPC服务器主要由三类对象组成:Server服务器、Group组和Item项目。
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图1 OPC服务器结构图
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(1) OPCServer对象[1]
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这是客户应用最先能够连接到的COM对象。OPC- Server对象中包含着与Server有关的信息，同时还充当容纳OPCGroup对象的“容器”。
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(2) OPCGroup对象
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接下来一层是OPCGroup对象集合，它负责管理和组织OPCItem对象。OPCGroup对象由调用它的应用动态生成，用于组织和管理位号及其属性。例如，各个监控界面可能分别对应了一个OPCGroup对象，该对象负责访问现场数据，并为界面显示提供数据支持。由于用户可以通过编写OPC客户调用程序来决定OPCGroup的内容以及它包含哪些OPCItem对象，因此可以很方便地对现场数据进行重新组织。用户完全按实际的需要重组数据项，以便在需要的时候查看需要的数据，而不会影响底层的控制系统。
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(3) OPCItem对象
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从OPCGroup往下就是OPCItem对象集合。每个OPCItem对象提供了与一个现场数值的连接，即每个OPCItem与一个信号变量对应。它用来实现OPC服务器与实际数据的连接。
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OPC服务器对象提供了一种访问数据源的方法,它通过IOPCServer(OPC Server的主接口)、OPCBrower(OPC浏览器对象)、IPersistFile(根接口文件)向客户提供接口。OPC组对象包含在OPC服务器对象中，并由客户端定义和维护，每个服务器可以包含多个组对象。OPC组对象可以通过IOPCGROUNP增加或删除OPC项目对象，OPC项目对象包含在OPC组对象中，１个组对象可以包含多个项目对象，它同样由客户端定义和维护。
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OPC扩展了设备的概念，只要符合OPC Server的规范，OPC客户可与之方便的实现数据交互。接口见图2所示。
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图2 OPC技术实现接口图
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OPC标准是以Microsoft的OLE技术为基础的，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM完成的。OPC技术中使用的是OLE 2技术。COM的全称是Componet Object Model，它主要是提供了一种对象与编程语言无关的标准，即将Windows下的对象定义为独立单元，可不受限制地访问这些单元。当COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，也就是一个应用程序的使用对象可分布在网络上，COM的这个扩展就称为DCOM(Distributed COM)。通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。
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