【正文】 for Process Control，用于過程控制的 OLE）技術(shù)的出現(xiàn)提供了解決方法。然后重點(diǎn) 介紹 了 OPC 數(shù)據(jù)訪問規(guī)范 及訪問方法 ， OPC 服務(wù)器對(duì)象和客戶端對(duì)象接口 及 OPC 客戶端與服務(wù)器的通信。不同廠家的產(chǎn)品如果要集成在一起，必須為它們開發(fā)專用的接口。無論項(xiàng)目是否涉及到 操作、可視化、數(shù)據(jù)存檔或控制，向純粹的、基于 PC 的軟件解決方案的發(fā)展趨勢(shì)是不可阻擋的。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、應(yīng)用軟件都具備標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口時(shí)，便可集成來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，使運(yùn)行在不用平臺(tái)上、用不同語言編寫的各種應(yīng)用軟件順利集成 。同時(shí)，為一種語言開發(fā)的類庫以及函數(shù)庫都不能夠?yàn)槠渌Z言所用，也大大限制了軟件的重用。從更廣泛的意義上看，新的過程控制信息體系的各層都有著各自的要求，他們都要求信息的一致性。 經(jīng)營(yíng)決策層：對(duì)生產(chǎn)過程信息的綜合，有助于企業(yè)最優(yōu)生產(chǎn)，節(jié)省財(cái)政開支。 在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，智能設(shè)備之間及智能設(shè)備與控制系統(tǒng)軟件之間的信息共享是通過驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)的。 采用 OPC 標(biāo)準(zhǔn)后，針對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)程序不再由軟件開發(fā)商開發(fā)，而是由硬件開發(fā)商根據(jù)硬件的特征提供統(tǒng)一的 OPC 接口程序。 OPC 規(guī)范采用客戶 /服務(wù)器模型，其實(shí)質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件供應(yīng)商之間建立一套 “ 游戲規(guī)則 ” ，只要遵循這套規(guī)則，數(shù)據(jù)交互對(duì)兩者來說都是透明的。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用Microsoft 操作系統(tǒng)在基于 PC 的客戶機(jī)之間交換自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法。 隨著 1997年 2月 Microsoft 公司推出 Windows95支持的 DCOM 技術(shù)， 1997年 9月新成立的 OPC Foundation 對(duì) OPC 規(guī)范進(jìn)行修改，增加了數(shù)據(jù)訪問等一些標(biāo)準(zhǔn)， OPC 規(guī)范得到了進(jìn)一步的完善。 OLE/COM 是一種客戶 /服務(wù)器模式，具有語言無關(guān)性、代碼重用性、易于集成性等優(yōu)點(diǎn)。 OPC 接口既可以用于應(yīng)用程序的最低級(jí)，即通過該接口將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集到 DCS或 SCADA中來，又可用于應(yīng)用程序的中級(jí)環(huán)節(jié)，即通過該接口將數(shù)據(jù)從 DCS 或 SCADA系統(tǒng)采集到上位機(jī)應(yīng)用程序中來，還可將 OPC 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)來采集數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè) OPC 服務(wù)器，允許客戶應(yīng)用程序從該服務(wù)器 或網(wǎng)上運(yùn)行 OPC 服務(wù)器的其它節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)上采集數(shù)據(jù)。目前現(xiàn)存的和正在開發(fā)的 OPC 標(biāo)準(zhǔn)如表 。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) COM對(duì)象 COM 提供的是面向?qū)ο蟮慕M件模型， COM 組件提供給客戶的是以對(duì)象形式封裝起來的實(shí)體。 COM 對(duì)象不同于像 C++等面向?qū)ο笳Z言中對(duì)象的概念， COM 對(duì)象是建立在二進(jìn)制可執(zhí)行代碼級(jí)的基礎(chǔ)上，而 C++等語言中的對(duì)象是建立在源代碼級(jí)基礎(chǔ)上的，因此 COM對(duì)象是語言無關(guān)的，這一特性使用不同編程語言開發(fā)組件對(duì)象進(jìn)行成為可能?？蛻舫绦蛑荒芡ㄟ^接口與 COM 對(duì)象進(jìn)行通信，雖然客戶程序可以不管對(duì)象內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，但它要控制對(duì)象的存在與否。 函數(shù) QueryInterface 用于 供客戶端查詢對(duì)象是否支持某個(gè)特定的接口 ，函數(shù) AddRef 和 Release 用于 完成對(duì)象的生存期控制 。因?yàn)?DCOM 已經(jīng)為我們處理了底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的所有細(xì)節(jié)，所以我們可把重點(diǎn)放在應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯上，而不必再為底層處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 OPC 規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，從而保證軟件對(duì)客戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來 [4]。 COM 客戶程序和 COM 服務(wù)器可以用完全不同的語言開發(fā)。 COM 技術(shù)的出現(xiàn)使簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備和控制管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 OPC 是以提供移植容易并具有可以滿足大多數(shù)設(shè)備廠家要求的靈活性和高水平的機(jī)能性為目標(biāo)而開發(fā)的，對(duì)于制造廠商和用戶來說，分別可以從 OPC 得到以下的實(shí)惠： 設(shè)備開發(fā)者：可以使設(shè)備驅(qū)動(dòng)器開發(fā)的單一化成為可能。同時(shí)可以更加容易地實(shí)現(xiàn)由不同供應(yīng)廠商提供的設(shè)備所混合構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)。 OPC 數(shù)據(jù)訪問規(guī)范描述了由 OPC 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的 OPC /COM 對(duì)象及相應(yīng)接口。 圖 OPC 服務(wù)器與不同類型的 OPC 客戶連接 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) 圖 OPC 客戶與 OPC 服務(wù)器的關(guān)系 OPC 邏輯對(duì)象模型包括三類對(duì)象： OPC 服務(wù)器對(duì)象、 OPC 組對(duì)象、 OPC 項(xiàng)對(duì)象，每類對(duì)象都包括一系列接口。這些組允許 OPC 客戶對(duì)它們要訪問的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織。對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)可進(jìn) 行讀寫操作并可根據(jù)需要使其激活或失活?？蛻舳嗽L問 OPC Server 對(duì)象的接口函數(shù)組織管理 OPC Group 對(duì)象。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) OPC Server 對(duì)象功能主要表現(xiàn)為：創(chuàng)建和管理 OPC Group 對(duì)象；管理服務(wù)器內(nèi)部的狀態(tài)信息；瀏覽服務(wù)器內(nèi)部地址空間的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)。從 OPC Group對(duì)象的功能可以看出，該對(duì)象面向 OPC 服務(wù)器中的數(shù)據(jù)存取信息，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源依賴性很強(qiáng)，需要從用戶數(shù)據(jù)源處獲取信息。 對(duì)于如圖 所示的同步訪問， OPC 服務(wù)器把按照 OPC 應(yīng)用程序的要求得到的數(shù)據(jù)訪問結(jié)果作為方法的參數(shù) 返回給 OPC 應(yīng)用程序， OPC 應(yīng)用程序在結(jié)果被返回之前必須處于等待狀態(tài)。 OPC 應(yīng)用程序在 VB 的事件處理程序中接受從 OPC 服務(wù)器傳送來的數(shù)據(jù)。由此可以無視模擬值的微小變化，從而減輕 OPC 服務(wù)器和 OPC應(yīng)用程序的負(fù)荷。 IOPCServer 這是 OPC 服務(wù)器對(duì)象的主接口，它可完成組對(duì)象的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建以及對(duì)其進(jìn)行管理。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) GetGroupByName；通過組名獲得一個(gè)已有私有組對(duì)象的接口指針，從而與之建立連接。 RemoveGroup；刪除不再使用的組對(duì)象?？梢粤信e組對(duì)象的名稱，也可以列舉指向組對(duì)象的 IUnknown 接口的指針。 服務(wù)器必須支持此接口。使用此接口可以方便的瀏覽、定位和讀取與特定ITEMID 相關(guān)的信息，可以在不創(chuàng)建 OPC 組對(duì)象的情況下讀取。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) GetPublicGroupByName；通過公共組對(duì)象的名字獲取指向組對(duì)象的指針 ，從而連接到公共組對(duì)象。 IPersistFile (可選 ) 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) IPersistFile 接口的實(shí)現(xiàn)?？商砑酉嗤臄?shù)據(jù)項(xiàng)兩次，但每一個(gè)項(xiàng)對(duì)象的 ServerHandle（項(xiàng)服務(wù)器句柄）唯一。 SetActiveState；設(shè)置項(xiàng)對(duì)象的激活標(biāo)志。 CreateEnumerator；在組對(duì)象內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)可以列舉項(xiàng)對(duì)象的枚舉器。 SetState；客戶可設(shè)置組對(duì)象不同屬性的狀態(tài)，可改變的屬性可從其參數(shù)知道。組對(duì)象和項(xiàng)對(duì)象的幾乎所有屬性被復(fù)制，但新組完全獨(dú)立于舊的組對(duì)象。 Read；同步讀取組對(duì)象內(nèi)的項(xiàng)的值、品質(zhì)和時(shí)間郵戳等信息。每項(xiàng)操作被看作一個(gè) ?事務(wù) ?， 并被 分配一個(gè)事務(wù) ID, 當(dāng)操作完成時(shí)， 客戶IOPCDataCallback 接口的回調(diào)將執(zhí)行。 IEnumOPCItemAttributes IEnumOPCItemAttributes 接口允許客戶找出組對(duì)象內(nèi)的項(xiàng)以及項(xiàng)的相關(guān)屬性（以項(xiàng)屬 性 結(jié) 構(gòu) 作 為 枚 舉 對(duì) 象 ）， 它 不 是 組 對(duì) 象 實(shí) 現(xiàn) 的 一 個(gè) 接 口 ， 只 能 通 過IOPCItemMgt::CreateEnumerator 方法創(chuàng)建相應(yīng)枚舉器的實(shí)例，不可通過接口查詢獲得。 IDataObject (old) OPC 規(guī)范 需要服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的接口，這允許使用 OPC 數(shù)據(jù)流格式創(chuàng)建客戶與組對(duì)象之間的 Advise 連接，用于進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)交換。 OPC 客戶端一般由應(yīng)用軟件的開發(fā)者自己開發(fā)，完成與 OPC 服務(wù)器數(shù)據(jù)交互等工作。 OPC 服務(wù)器本身就是一個(gè)可執(zhí)行程序，該程序以設(shè)定的速率不斷地同物理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互 [10]。 客戶端既可以從服務(wù)器緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，也可以直接從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，但是從設(shè)備直接讀取數(shù)據(jù)速度會(huì)慢一些，一般只用在故障診斷等特殊情況下。 OnDataChange；當(dāng)組對(duì)象的數(shù)據(jù)改變時(shí)和 Refresh 方法調(diào)用時(shí)服務(wù)器調(diào)用 此方法通知客戶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 IOPCShutdown 為支持此連接點(diǎn)，客戶必須創(chuàng)建一個(gè)既支持 IUnknown 又支持 IOPCShutdown 的接受器對(duì)象。 4 OPC技術(shù)在冷軋清洗線中的應(yīng)用 工程背景 在冷軋帶鋼的表面上附 著許多軋制油，機(jī)油鐵末和灰塵等異物，清除附著在帶鋼表面這些污物是清洗線作業(yè)的目的，當(dāng)清洗不凈時(shí)，退火后這些污垢成為碳化物殘留著，既有損外觀，也是后步工序產(chǎn)生事故的原因，特別是進(jìn)行表面涂、鍍層等處理的鋼板，產(chǎn)生表面層不均，往往使耐蝕性變壞。隨著計(jì)算機(jī)在帶鋼連續(xù)生產(chǎn)線應(yīng)用的發(fā)展 ， 帶鋼生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度也就越來越高 。 工程工藝 冷軋清洗線是冷軋后的工藝流程，它的目的是洗去帶鋼表面的油污及乳化液。 入口段：從開卷到挖邊以及到 1導(dǎo)向夾送輥的過程。 出口段：從 3導(dǎo)向夾送輥到卷曲的過程。 OPC 服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接 OPC 服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接就是 OPC 服務(wù)器與 PLC 的連接，在 軟件 S7 400 中建立 2 級(jí) 組態(tài)軟件 LEVEL2， 在 LEVEL2 下建立 OPC Server， 這樣 PLC 就與 OPC 服務(wù)器建立了連接 （圖 ） 。只 有從項(xiàng)對(duì)象中才能獲得參數(shù)的值，客戶先訪問在 OPC 服務(wù)器對(duì)象中建立的組對(duì)象的 IUnknown 接口；再通過 IUnknown 接口連接組對(duì)象；最后通過組對(duì)象來連接項(xiàng)對(duì)象，每個(gè)項(xiàng)對(duì)象都有一個(gè)句柄即項(xiàng)對(duì)象的標(biāo)識(shí)，查找項(xiàng)對(duì)象的句柄，連接句柄，與項(xiàng)對(duì)象建立連接。這樣實(shí)現(xiàn)了 OPC 服務(wù)器與客戶端的連接。 //封裝指向 IOPCServer 的指針 public: static void Initialize()； //初始化 COM 庫 static COPCServer CreateOPCServer(_bstr_t const amp。 //OPC 句柄 hServer IUnknown * pSink。 HRESULT hr = S_OK。pCP)。 VARTYPE vt。 unsigned long refCount。 val) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) //從 item中得到測(cè)量值 val }； Class Level1 是客戶端程序中最重要的類，是整個(gè) OPC 服務(wù)器客戶端 程序運(yùn)行中的主要部分 。 Observer * d_observer。 void attach(Observer * obs)。 bool connect()。 }。 其中有： COIL_ID 鋼卷號(hào)； 。 公共成員 主要介紹 OPC 運(yùn)行程序中用到的 構(gòu)造函數(shù) Level1 和 成員函數(shù) read， connect。 void addToUpdateList()。 void notify()。 ~Level1()。 COPCGroup group。 } //獲得 Item名，返回指向 wszName 的指針 void setValue(const VARIANT amp。 DWORD hServer。 //建立連接，返回給 IUnknown 接口指針 pSink } }。pCPC)。 //封裝指向 IConnectionPointContainer 的指針 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 冷軋清洗線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 用 C++和 OPC 設(shè)計(jì)二級(jí)控制系統(tǒng) IConnectionPoint *pCP。 clsid)； //以 服務(wù)器的名字 創(chuàng)建 Server 對(duì)象 COPCGroup AddGroup(DWORD dwUpdateRate)； //添加組對(duì)象 OPCServerStatus