【導(dǎo)讀】不同的硬件和軟件所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸,必須開發(fā)各自的通訊程序。這樣一來,導(dǎo)致了開發(fā)成本高、重復(fù)性勞動(dòng)、驅(qū)動(dòng)程序不一致和存在訪問沖突等問題,很難適應(yīng)當(dāng)今工控系統(tǒng)的開放性要求。OLE）技術(shù)的出現(xiàn)提供了解決方法。OPC使不同供應(yīng)廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間可以相。之間架起一座橋梁。一整套用于過程控制自動(dòng)化接口和方法的標(biāo)準(zhǔn)集。以及它的主要特點(diǎn)與發(fā)展?fàn)顩r，并剖析了其核心COM/DCOM技術(shù)。最后介紹OPC技術(shù)在冷軋清洗線中的應(yīng)用，OPC服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和客

　　

【正文】 量戳和時(shí)間戳。時(shí)間戳表明服務(wù)器最近一次從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間。服務(wù)器對(duì)設(shè)備寄存器的讀取是不斷進(jìn)行的，時(shí)間戳也在不斷更新。 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。 OPC 客戶 端接口 IOPCDataCallback 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 IOPCDataCallback的接受器對(duì)象。客戶向服務(wù)器 IConnectionPoint 的 Advise 方法傳遞 IUnknown 接口建立連接，然后服務(wù)器調(diào)用其 QueryInterface 方法獲得 IOPCDataCallback 接口指針。接口指針可在組對(duì)象的數(shù)據(jù)變化時(shí)或 IOPCAsyncIO2 接口被調(diào)用時(shí)用到。 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。 OnReadComplete；當(dāng) IOPCAsyncIO2 接口異步讀完成時(shí)服務(wù)器調(diào)用此方法通知客戶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 OnWriteComplete；當(dāng) IOPCAsyncIO2 接口異步寫完成時(shí)服務(wù)器調(diào)用此方法通知客戶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 OnCancelComplete；當(dāng) IOPCAsyncIO2 接口異步取消操作完成時(shí)服務(wù)器調(diào)用此方法通知客戶進(jìn)行相關(guān)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。服務(wù)器 獲得 IOPCShutdown 接口指針的方法 IOPCDataCallback 出接口相同。接口的 ShutdownRequest 方法在服務(wù)器需要切斷連接時(shí)調(diào)用，客戶應(yīng)該用 UnAdvise 取消所有連接，移除所有組，并釋放所有接口。當(dāng)一個(gè)客戶程序與多個(gè) OPC 服務(wù)器相連 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 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) 時(shí)應(yīng)該保存相對(duì)于每個(gè)對(duì)象的獨(dú)立的 ShutdownRequest 回調(diào)，這樣每個(gè)服務(wù)器可以獨(dú)立的切斷服務(wù) [11]。 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。近來清洗作業(yè)為提高生產(chǎn)能力，有高速化，大型 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 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) 化，和自動(dòng)化的傾向。在高速下要達(dá)到清洗得干凈，這就成為極大的問題，既要有好的清洗方法，又要對(duì)帶鋼進(jìn)行有效的跟蹤。 跟蹤是清洗過程計(jì)算機(jī)控制的基本功能 ， 只有正確的跟蹤才能做到各功能程序的正確啟動(dòng)。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 。 同時(shí) ， 也要求對(duì)帶鋼的帶鋼跟蹤更為精確 ， 要在生產(chǎn)線的全程對(duì)帶鋼進(jìn)行有效地跟蹤 。 為設(shè)定計(jì)算提供正確的帶鋼數(shù)據(jù)以及為人機(jī)界面提供數(shù)據(jù)及畫面顯示提供操作人員及維護(hù)人員正確掌握生產(chǎn)狀態(tài)。 這樣就需要有 在線即時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， OPC 服務(wù)器就包括這種功能，它能全天侯的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行即時(shí)跟蹤，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的即時(shí)數(shù)據(jù)反映在管理主機(jī)上，使工藝調(diào)整做出最快、最準(zhǔn)確的修正，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)管理。 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。冷軋清洗線工藝分為五 部分：上料段、入口段、工藝段、出口段、卸料段。 冷軋清洗線工藝流程如圖 。 上料段：入口小車將鋼卷從 1或 2鞍座位送到開卷機(jī)上的過程 ， 在此過程中開卷機(jī)上的一些輔助設(shè)備配合進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作 ； 然后開卷機(jī)與磁力皮帶反轉(zhuǎn) 90 度，將帶頭甩至鋼卷上方以便穿帶。 入口段：從開卷到挖邊以及到 1導(dǎo)向夾送輥的過程。 首先穿帶 ； 接著入口剪切頭 ；然后焊接 ； 最后挖邊，通過挖邊機(jī)挖一個(gè)圓角，以利于帶鋼順利通過。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 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 冷軋清洗線工藝流程圖 工藝段：從堿洗槽入口壓輥到 2導(dǎo)向夾送輥整個(gè)清洗的過程。首先經(jīng)過堿洗槽 ； 接著經(jīng)過電解槽，然后經(jīng)過熱水刷洗；最后進(jìn)入漂洗槽漂洗、擠干機(jī)擠干、再由烘干機(jī)烘干。 出口段：從 3導(dǎo)向夾送輥到卷曲的過程。 卸料段：出口小車將鋼卷從卷取機(jī)運(yùn)到 1或 2鞍座位的過程。卸卷小車把卷取機(jī)上的卷先運(yùn)至打捆位，由門型吊車把卷運(yùn)走入庫。而此時(shí)，卷取機(jī)進(jìn)行下一卷的卷曲準(zhǔn)備，出口的輔助設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作準(zhǔn)備。 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 ） 。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 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 S7 400 中 LEVEL2 下的 OPC Server OPC 服務(wù)器與客戶端的連接 圖 OPC 服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和客戶端的連接 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 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 服務(wù)器客戶端 程序的設(shè)計(jì)思路是先實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)象類，組對(duì)象類，項(xiàng)對(duì)象類。服務(wù)器對(duì)象中可添加組對(duì)象，組對(duì)象中可添加項(xiàng)對(duì)象。項(xiàng)對(duì)象中添加所要設(shè)定和測(cè)量的值，將所添加的參數(shù)封裝在項(xiàng)對(duì)象類中。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。通過這種方法客戶從 OPC 服務(wù)器中獲得數(shù)據(jù)。接著實(shí)現(xiàn) Level1 類， Level1 類即是二級(jí)控制系統(tǒng)，客戶端的所有操作都通過調(diào)用 Level1 類中的成員函數(shù)來實(shí)現(xiàn) 。然后實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類 Machine 類，它是以 Level1類的指針 lv1 為指針建立的類，成員函數(shù) update 的功 能是刷新項(xiàng)對(duì)象中的參數(shù)值，每隔一段時(shí)間訪問現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，將測(cè)量值刷新，返回給 Level1。這樣實(shí)現(xiàn)了 OPC 服務(wù)器與客戶端的連接。 OPC 服務(wù)器客戶端程序中重要的類有： class COPCServer， class COPCGroup， class OPCItem， class Level1。下面介紹這個(gè) 4 個(gè)重要類，具體實(shí)現(xiàn)看附錄 C， D。 class COPCServer { IOPCServer * opc。 //封裝指向 IOPCServer 的指針 public: static void Initialize()； //初始化 COM 庫 static COPCServer CreateOPCServer(_bstr_t const amp。 serverName, CLSID const amp。 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 GetStatus()； //得到 Server 的信息，如：?jiǎn)?dòng)時(shí)間，上一次更新時(shí)間，組個(gè)數(shù) }。 class COPCGroup { OPCHANDLE hServer。 //OPC 句柄 hServer IUnknown * pSink。 //指向 IUnknown 接口的指針 IConnectionPointContainer *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。 // 封裝指向 IConnectionPoint 的指針 public: void Connect(IUnknown * pSink)； //與 IUnknown 接口連接 ，即將組對(duì)象與 OPC 服務(wù)器相 連接 { thispSink = pSink。 HRESULT hr = S_OK。 hr = groupQueryInterface(IID_IConnectionPointContainer, (void**)amp。pCPC)。 //查詢指向 IConnectionPointContainer 的指針 pCPC hr = pCPCFindConnectionPoint(IID_IOPCDataCallback, amp。pCP)。 //尋找連接點(diǎn)，返回指向 IOPCDataCallback 的指針 pCP hr = pCPAdvise(pSink)。 //建立連接，返回給 IUnknown 接口指針 pSink } }。 class OPCItem { struct _Data //定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體 _Data，其中包含 Item 名，客戶名，服務(wù)器名，變量 { WCHAR wszName[50]。 VARTYPE vt。 DWORD hClient。 DWORD hServer。 VARIANT var。 unsigned long refCount。 } public: getName() const { return d_itemwszName。 } //獲得 Item名，返回指向 wszName 的指針 void setValue(const VARIANT amp。 var) //將設(shè)定值 var 給 item void getValue(VARIANT amp。 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 。 class Level1 { COPCServer opc。 COPCGroup group。 CSimpleMapint,OPCItem items。 Observer * d_observer。 public: Level1()。 ~Level1()。 void read()。 void attach(Observer * obs)。 void detach(Observer * obs)。 void notify()。 bool isRunning()。 bool connect()。 OPCItem getItem()。 void addToUpdateList()。 void update()。 }。 類 Level1 中私有成員有 OPCServer 類型的變量 COPCServer opc， OPCGroup 類型的變量 COPCGroup group， OPCItem 類型的變量 CSimpleMapint,OPCItem items 和Observer 類型的變量的指針 Observer * d_observer。 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。 構(gòu)造函數(shù) Level1 是向 CSimpleMapint,OPCItemitems 添加所要測(cè)量和設(shè)定的值，即冷軋清洗線二級(jí)控制系統(tǒng) 所要 設(shè)定和測(cè)量 的一級(jí)控制系統(tǒng)中參數(shù) 。 其中有： COIL_ID 鋼卷號(hào)；