OPC通信原理在数采中的应用

OPC通信原理在数采中的应用

OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control的缩写，它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。

在OPC数据存取规范中，一个OPC的数据存取服务器中包括几类对象(OPC Server)、组(OPC Group)和项(OPC Item)。OPC服务器对象维护有关服务器的信息并作为OPC组对象的容器，而OPC组对象维护有关其自身的信息，提供包容OPC项的机制，并管理OPC项。

OPC服务器对象主要实现IUnknown和IOPCServer接口，OPC客户通过OPC服务器的接口与OPC对象进行通信。IOPCServer接口为OPC客户提供了方便有效的OPC组的方法。OPC组提供了客户程序组织数据的手段，每个组中都可以定义一个或多个OPC项。组有两种类型:公共组(Public)和局部组(Local)，公共组可以被多个客户共享，而局部组只能被一个客户使用。OPC组中有以下几个主要属性:

Name—组的名字;

Active—组的激活状态标志;

Update Rate OPC—服务器向客户程序提交数据变化的刷新率;

Percent Deadband—数据死区，即能引起数据变化的最小数据百分比。

OPC项代表了与服务器中的数据的连接，它并不是数据源，而仅仅是与数据源的连接。

每个项都与以下主要属性:

Active项的激活状态;

Value项的数据，类型为VARIANT;

Quality项的品质，代表数值的可信度，类型为SHORT;

Time Stamp时间戳，代表数据的存取时间。

OPC规范包含了两套接口:客户化接口(Custom Interface)和自动化接口(Automation Interface)。客户化接口是一个OPC服务器所必须实现的接口，它描述了OPC组件对象的接口和其中的方法，适合C++和PASCAL语言设计，并可实现最佳运行性能的客户应用程序，客户化接口没有项的对象，它对项的操作都是通过包容此项的组对象进行的。自动化接口是可选接口，它提供的是一个自动配置和存取过程控制数据的接口，它方便了Visual Basic、Excel及其它可以使用OLE自动化的服务器应用程序接口的高级商业软件使用。

服务器内安装有数据采集卡(通用多串口卡，网卡)，软件安装有OPC Server完成对现场各个设备检测、监控、调节、诊断等功能。

考虑到系统对数据的实时性要求较高，在客户端安装的数据采集软件，开发工具用VC++6.0，与OPC服务器的通讯采用OPC定制接口。该软件包括两个模块:OPC数据采集和数据保存。模块之间采用Win32的多线程技术进行通讯，OPC数据采集作为工作线程在后台运行，数据保存即写系统主线程。工作线程的线程函数循环读取OPC服务器中的数据，数据的变化不断出发主线程的写库事件。此外为了保证数据的安全性，使用了信号灯同步对象，以协调两个线程对共享资源的访问。

装置的DCS系统是日本横河公司的CS3000，并有上位机软件，CS3000支持OPC通讯方式，可通过OPC方式和CS3000软件包的OPC Server进行通讯，取得实时数据。如下图，用一台工控机来采集实时数据，数采机安装两块网卡，其中一块网卡和PLC工程师站（上位机）连接，另一块通过交换机连接在厂内光纤网上。这样，数采机就同时和两个网络通讯，先通过OPC方式从上位机取得实时数据，然后把实时数据发送到实时数据库。

综上所述，目前此装置所采用的一些重要技术性指标有：

1．客户与服务器之间，采用了客户化接口和主动访问通信方式；

2．客户与服务器之间通信，也是进程间通道通信，不会占用CPU和内存过多资源；

3．客户与服务器之间数据通信，是以只读方式对服务器缓冲区数据的读取；

4．采集位号为207个；

5．刷新频率为20秒。