【正文】 [13] 張國(guó)忠, 等. 電力監(jiān)控模塊OPC驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 35(2) :5458.附錄1 OPC組件的部分實(shí)現(xiàn)代碼//聲明工具包的函數(shù)extern HMODULE hLibrary。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和本人水平有限，對(duì)于以上幾點(diǎn)缺陷沒(méi)有進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)，有待以后的研究。圖53 設(shè)備屬性（4）添加組，在圖54所示的指定的服務(wù)器里面添加分組并將其命名的操作。圖51 同步實(shí)例界面（2）服務(wù)器界面，主窗口是OPC服務(wù)器程序的起點(diǎn)，主要完成OPC服務(wù)器的初始化。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)先從IClassFactory基類派生出MyOPCClassFactory類，然后重載Create2Instance()成員函數(shù)，通過(guò)該函數(shù)創(chuàng)建CMyServer服務(wù)器對(duì)象；（4）將OPC對(duì)象設(shè)計(jì)的頭文件和實(shí)現(xiàn)文件添加到工程中。由于服務(wù)器對(duì)象是一個(gè)由客戶程序調(diào)用的COM對(duì)象，因此需要定義一個(gè)類標(biāo)識(shí)。最后在組對(duì)象的接口查詢函數(shù)中增加實(shí)例化接口類的代碼。所以服務(wù)器需要向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候就可以調(diào)用輸出接口的方法。對(duì)應(yīng)每一個(gè)出接口，可連接對(duì)象管理了一個(gè)稱為連接點(diǎn)的對(duì)象，客戶通過(guò)連接點(diǎn)對(duì)象建立接收器與可連接對(duì)象的連接。 服務(wù)器與客戶端連接點(diǎn)方式傳送機(jī)制一般情況下，服務(wù)器組件提供的接口都是入接口，即組件處于被動(dòng)狀態(tài)，等待客戶的請(qǐng)求、然后做出相應(yīng)的反應(yīng)。建立好后，在服務(wù)器方將保存客戶的IAdviseSink接口當(dāng)需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，就使用客戶方的IAdviseSin接口向客戶傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)觸發(fā)異步通報(bào)發(fā)送的條件滿足后，發(fā)送報(bào)的程序調(diào)用合適的IAdviseSink方法。 服務(wù)器與客戶端異步通報(bào)方式傳送機(jī)制通過(guò)異步通報(bào)方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，客戶端需要實(shí)現(xiàn)IAdviseSink接口，服務(wù)器端需要實(shí)現(xiàn)IDataObject接口。OPC客戶在任何操作中，通過(guò)傳送句柄來(lái)向服務(wù)器表示項(xiàng)。組和項(xiàng)都有客戶句柄和服務(wù)器句柄，客戶句柄被OPC客戶分配與一個(gè)對(duì)象關(guān)聯(lián)，服務(wù)器在相關(guān)操作中返回這個(gè)句柄，通過(guò)句柄來(lái)識(shí)別這個(gè)對(duì)象。異步刷新函數(shù)僅僅影響變化驅(qū)動(dòng)通知，刷新函數(shù)本質(zhì)上強(qiáng)行更新指定項(xiàng)，而不管最近的改變是否通知了OPC客戶。像同步讀寫函數(shù)一樣，異步讀寫函數(shù)也可以操作多個(gè)項(xiàng)不同的是異步函數(shù)請(qǐng)求動(dòng)作，并且立即返回。因?yàn)檫@種方法較慢，它通常作診斷用。同步函數(shù)在執(zhí)行I/O操作時(shí)，會(huì)阻塞當(dāng)前進(jìn)程?？梢栽O(shè)計(jì)類似Windows中資源管理器的用戶界面，將各數(shù)據(jù)項(xiàng)用樹(shù)型結(jié)構(gòu)表示然后設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)和硬件的設(shè)置界面，并與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和硬件接口聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的組態(tài)功能。在OPCServer和OPCGroup類中增加指向相應(yīng)接口類的指針成員變量，接著修改接口查詢函數(shù)。它的名稱可以取代PLC的以數(shù)字表示的寄存器。而且無(wú)論是本機(jī)還是遠(yuǎn)程客戶端都能訪問(wèn)服務(wù)器，支持了遠(yuǎn)程啟動(dòng)，即使服務(wù)器不在運(yùn)行狀態(tài)，只要有客戶端訪問(wèn)服務(wù)器，服務(wù)器能夠自行啟動(dòng)。數(shù)據(jù)點(diǎn)在線監(jiān)視模塊提供了設(shè)備數(shù)據(jù)點(diǎn)的讀取功能，讓服務(wù)器用戶界面可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)值的在線讀取和寫入。Modbus從設(shè)備映射模塊主要功能是將物理設(shè)備的信息映射到相應(yīng)的邏輯設(shè)備和通道之中。如圖42所示，它包含通道定義、Modbus從設(shè)備映射、數(shù)據(jù)點(diǎn)映射、模擬變量變換和數(shù)據(jù)點(diǎn)在線監(jiān)視五個(gè)模塊?，F(xiàn)在簡(jiǎn)介一下OPC服務(wù)器關(guān)鍵模塊管理模塊的設(shè)計(jì)理念。4 Modbus OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn) OPC服務(wù)器要求分析本節(jié)主要介紹OPC服務(wù)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要功能和設(shè)計(jì)環(huán)境以及總體框架，初步構(gòu)建起OPC服務(wù)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)，不同的數(shù)據(jù)讀取方式所需要的數(shù)據(jù)源有兩種：從服務(wù)器數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀??；二是從硬件設(shè)備直接讀取。 OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)有兩種方式：同步訪問(wèn)和異步訪問(wèn)，下面分別介紹?？蛻舫绦蛴弥赶蚪涌跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針來(lái)調(diào)用接口函數(shù)，接口指針又指向另一個(gè)指針，這個(gè)指針指向虛函數(shù)表，虛函數(shù)表里面一項(xiàng)由4個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的函數(shù)指針組成，每一個(gè)接口的vtable是確定的，COM接口vtable的前三個(gè)指針是QueryInterface、AddRef、Release函數(shù)實(shí)現(xiàn)的地址，函數(shù)指針和對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)連接。COM組件在windows平臺(tái)上可以是DLL文件或者EXE文件，組件為COM對(duì)象提供了活動(dòng)空間，一個(gè)組件程序可以包含多個(gè)COM對(duì)象，COM對(duì)象用接口的方式提供服務(wù)，一個(gè)COM對(duì)象可以擁有多個(gè)COM接口。其定義了COM對(duì)象與客戶如何通過(guò)二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行交互的標(biāo)準(zhǔn)。它可以隨時(shí)為系統(tǒng)升級(jí)，只需將原系統(tǒng)中的組件用新的更換掉。 OPC技術(shù)規(guī)范OPC基金會(huì)制定了各種OPC規(guī)范，并且不斷地進(jìn)行升級(jí)和更新以便于適應(yīng)日益變化發(fā)展的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。現(xiàn)在的OPC基金會(huì)的理事會(huì)是由FisherRosement，Honeywell，Interllution，Rockwell，Software，National Instrument以及歐洲代表的Siemens和遠(yuǎn)東代表的東芝組成的。例外響應(yīng)包括不合法的函數(shù)，不合法的數(shù)據(jù)值，不合法的數(shù)據(jù)地址，不合法的響應(yīng)長(zhǎng)度，從機(jī)設(shè)備忙，無(wú)用的確認(rèn)，存儲(chǔ)奇偶錯(cuò)誤，網(wǎng)關(guān)路徑難以獲得，網(wǎng)關(guān)目標(biāo)設(shè)備不能響應(yīng)等。0級(jí)是所有服務(wù)器和客戶端都必須實(shí)現(xiàn)的最小功能集。Modbus的數(shù)據(jù)模型主要基于以下四個(gè)表：輸入開(kāi)關(guān)量 單個(gè)位，由I/O系統(tǒng)提供……只讀；輸出開(kāi)關(guān)量 單個(gè)位，通過(guò)應(yīng)用程序可變……讀寫；輸入寄存器 16位量，由I/O體統(tǒng)提供……只讀；輸出寄存器 16位量，通過(guò)應(yīng)用程序可變……讀寫。Modbus通信協(xié)議有兩種模式分別為ASCⅡ和RTU，數(shù)據(jù)量小的常用ASCⅡ模式，通信數(shù)據(jù)量大而且是二進(jìn)制時(shí)候用RTU規(guī)約。 Modbus通信協(xié)議Modbus是電子控制器應(yīng)用上的通用語(yǔ)言，通過(guò)此協(xié)議控制器之間、控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和其他控制器之間可以通信。它不僅是一個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開(kāi)放式、新型全分布控制系統(tǒng)。接著分析了OPC的發(fā)展現(xiàn)狀、COM技術(shù)、接口技術(shù)，討論了OPC服務(wù)器的同步數(shù)據(jù)訪問(wèn)和異步數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式，在此基礎(chǔ)上對(duì)基于Modbus的OPC服務(wù)器的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了深入的研究。由于歐美的OPC服務(wù)器價(jià)格比較昂貴，國(guó)內(nèi)也只有極少數(shù)的大型自動(dòng)化工程購(gòu)買并應(yīng)用了OPC產(chǎn)品[12~13]。不管過(guò)程中采用什么軟件或設(shè)備，OPC為它們提供了公共的接口和以下多種訪問(wèn)機(jī)制：（1）客戶端和服務(wù)器位于同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上；（2）客戶端和服務(wù)器位于不同的計(jì)算機(jī)上；（3）單個(gè)客戶端和多個(gè)服務(wù)器通信；（4）多個(gè)客戶端和單個(gè)服務(wù)器通信；（5）多個(gè)客戶端和多個(gè)服務(wù)器通信[11]。OPC建立在OLE規(guī)范之上，它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種公用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)機(jī)制，具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、代碼重用性和易于集成性等優(yōu)點(diǎn)[10]。因此，OPC技術(shù)在幾年內(nèi)飛速發(fā)展并得到國(guó)際自動(dòng)化領(lǐng)域廠商的廣泛支持，各種OPC相關(guān)的產(chǎn)品也研發(fā)了出來(lái)，而設(shè)計(jì)一款基于Modbus通信協(xié)議的OPC服務(wù)器這個(gè)課題也就應(yīng)運(yùn)而生。但是在OPC出現(xiàn)之前，工業(yè)領(lǐng)域中用到的很多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都存在上層軟件和下層硬件不一致性的問(wèn)題[4~5]，對(duì)于不同廠商開(kāi)發(fā)的不同設(shè)備都必須開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序如圖11，這樣造成了極大的資源浪費(fèi)和設(shè)備運(yùn)用的局限性。智能儀表不僅能解決傳統(tǒng)儀表不易或不能解決的問(wèn)題，還能簡(jiǎn)化儀表電路，提高儀表的可靠性，更容易實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、多功能的目的。 OPC server。具體論述了OPC技術(shù)優(yōu)點(diǎn)；OPC傳輸?shù)娜N方法同步訪問(wèn)、異步訪問(wèn)、訂閱實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)；以及服務(wù)器實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)。本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位）論文題目基于Modbus通信協(xié)議的智能儀表OPC服務(wù)器的開(kāi)發(fā)2012年5月20日目 錄摘要 1Abstract 11 緒論 2 課題的選題背景及意義 2 OPC技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 32 Modbus總線技術(shù) 4 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 4 Modbus技術(shù)歷史 4 Modbus通信協(xié)議 4 Modbus數(shù)據(jù)模型 4 Modbus地址參數(shù)表及通信結(jié)構(gòu) 5 Modbus 兼容分類 53 OPC技術(shù)規(guī)范 6 OPC技術(shù)歷史 6 OPC技術(shù)規(guī)范 6 COM技術(shù) 7 OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式 8 同步數(shù)據(jù)訪問(wèn) 8 異步數(shù)據(jù)訪問(wèn) 94 Modbus OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn) 9 OPC服務(wù)器要求分析 9 OPC服務(wù)器結(jié)構(gòu)框架 9 OPC服務(wù)器需要實(shí)現(xiàn)的功能 11 OPC服務(wù)器開(kāi)發(fā)步驟 12 服務(wù)器組和項(xiàng)屬性實(shí)現(xiàn) 12 服務(wù)器與客戶端傳送機(jī)制 13 服務(wù)器與客戶端異步通報(bào)方式傳送機(jī)制 13 服務(wù)器與客戶端連接點(diǎn)方式傳送機(jī)制 14 OPC對(duì)象和接口 155 OPC服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)測(cè)試 15結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 18附錄1 OPC組件的部分實(shí)現(xiàn)代碼 19附錄2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境 21致謝 22滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于Modbus通信協(xié)議的智能儀表OPC服務(wù)器的開(kāi)發(fā)摘要: OPC（OLE for Process Control）是過(guò)程控制軟硬件與基于Windows平臺(tái)的應(yīng)用程序之間的通信通道，它已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，被廣大廠商和用戶所接受。本課題在Modbus協(xié)議和OPC規(guī)范基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了基于Modbus通信協(xié)議的OPC服務(wù)器的