opc技术在工业自动化软件中的应用

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1、OPC技术在工业自动化软件中的应用作者：哈尔滨博实自动化设备有限责任公司   董云飞  李春明关键词：OPC   工业自动化软件   OPC Server   OPC Client   数据存取 1 引言   随着我国工业的高速发展，工业生产规模不断扩大，过程控制复杂程度也大大提高。工控系统需要集成数量和种类不断增多的现场信息，但是不同厂家的设备具有不同的通信机制，迫使工控软件中包含了越来越多的底层通讯模块。由于不同工控软件中的通讯模块访问接口不尽相同，因而造成了工控软件相互之间不能通信，软件资源不能共享的普遍的

2、问题。在FA(FactoryAutomation)领域，连接PLC(ProgrammableLogicController)等控制设备和SCADA/HMI软件，需要不同的FA网络系统构成。根据某调查结果，在控制系统软件开发的所有费用中，各种各样机器的应用程序设计占费用的七成，而开发机器设备间的连接接口则占了三成。此外，在PA(ProcessAutomation)领域，当希望把DCS(DistributedControlSystem)中所有的过程数据传送到生产管理系统时，必须按照各个供应厂商的各个机种开发特定的接口

3、应用程序。另外，由于程序中软件硬件接口的复杂性，导致将来系统升级时的工作量会相应增大。硬件设备的改进很可能导致整个软件的改动，给工控软件的设计和维护造成了极大的不便。   人们迫切需要一种标准途径从数据源(服务器)提取数据并且传输到应用程序(客户端)的机制，这是一种开放、高效的通信机制。OPC正是这一需要的产物。   OPC(OLEforProcessControl，用于过程控制的对象链接与嵌入)是一个工业标准，它是许多世界领先的自动化软、硬件公司与微软公司合作的结晶。它由一系列用于过程控制和制造业自动化应用领域

4、的标准接口、属性以及方法组成。本文以OPC技术为主要核心内容结合工业自动化控制系统的软件开发过程，论述OPC技术及其标准在工业控制应用中所起到的重要作用。2 数据采集方案及其比较2.1 驱动程序法(Drive)   驱动程序法(Drive)是针对不同的设备，通过编写定制一对一的的驱动程序和接口程序的方法来进行数据采集。如图1所示。图1    无标准规范下接口的连接地址：北京海淀闵庄路3号清华科技园·玉泉慧谷电话：010-88856082传真：010-88856082-8008此种方法是在应用程序中挂接“驱动程序”

5、来存取现场控制设备和控制室数据库的数据。该种方法存在以下缺陷:(1)尽管可以编写定制的驱动程序和接口程序，但因为多种不同类型的控制设备和软件包需要通信，使得程序的种类迅速的增长。驱动程序数量的增加加深了解决已经存在问题的困难程度，例如不同设备供应商的驱动程序之间的不一致、硬件性能不能得到广泛支持、驱动程序不能适应升级后的硬件以及发生的存取冲突(两个应用程序因为使用相互独立的驱动程序，因而不能同时访问同一设备)，更糟糕的情况是驱动程序不适用于特定设备的应用程序或内部应用程序的组合，这就限制了最终用户的选择或迫使他们

6、不得不编写自己的驱动程序(以及调试)。(2)对于开发监控程序软件的技术人员来说，有20~30%的时间是用于编写通信驱动程序。每次，一个供应商需要将一个新的控制器投入上销售时，所有的软件开发人员就不得不重新编写一个新的驱动程序。应用软件的提供者花费太多的资金开发和维护专用接口，这不仅增加了用户的负担，而且在实际上并不能解决不同系统的互操作性，在某种意义上，用户被他们的软件提供者所控制。2.2 动态数据交换法(DDE)   DDE即动态数据交换(DynamicDataExchange)，是OLE技术的前身，是在微软的

7、Win32应用程序接口(API)上所开发的应用程序之间动态地移动数据的一种方法。DDE协议在应用程序间传送信息，使得应用程序共享数据和采用共享的内存交换数据。应用程序采用DDE协议，可以一边传送数据，一边交换数据，这样，应用程序就可以相互更新数据，因而得到的总是最新的数据。在OPC技术产生之前，硬件制造商尽管认识到需要开发软件程序以连接他们的硬件，但受限制于他们开发通信驱动程序的能力，因而程序开发的选择范围只能局限在DDE和一个专用的DDE导出表之间。选择任何一个DDE进行程序开发，都有可能要么限制用户对软件的选

8、择，要么妨碍用户对硬件的接受。且由于DDE是基于Windows的消息(Message)传递而建立的技术，所以DDE技术存在以下的问题:(1)数据的传送速度较慢。(2)没有安全性的管理机制。(3)开发难度大。(4)功能缺乏柔韧性。(5)可靠性也难以令人满意。2.3 OPC技术方案   问题的解决方案是选择一个标准，这个标准为过程控制和工厂自动化提供真正的即插即用软件技术，使