基于opc的实时数据获取技术

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1、基于OPC的实时数据获取技术1引言组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据，对数据进行必要的处理后，一方面以图形方式观地显示在计算机屏幕上，另一方面按照组态要求和操作人员的指令将抟制数据送给I/O设备，对执行机构实施抟制或调整抟制参数［1，2］。目前，企业办公A动化己经基本普及，Windows操作平台以及微软的C0M/DC0M/0LE技术己成为应用软件之间通信的事实上的标准。在生产抟制领域，DCS、SCADA、PLC等技术己经成熟，各种现场总线标准正在迅速推广。但是，管抟一体化存在一个严巢的制约因索，即现场设备与应用软件之间难以实现

2、开放的、无缝隙的连接。在生产现场，存在着大量抟制器和现场数字设备，这些设备来ft不同的制造商，遵从不同的通讯标准，只能组成各ft的抟制系统，与特定的应用软件通讯。虽然某呰M络之间可通过协议转换实现互联，但并不具宥普遍性。传统的过程抟制系统屮，为使每一个应用程序与设备交换信息，必须为每个设备提供相应的驱动程序，在数据源与客户程序之间分别建立一对一的驱动连接，如图1所示。阁1传统的应用软件与数据源接门7/式由子设备多样性和驱动程序不旅容性，这种方式存在以下缺陷：(1)应川程序开发者必须花费人量精力开发各种设备的驱动接口，计算机硬件厂家耍力不同的应用软

3、件编写不同的驱动程序，这种程序可复川程度低，不符合软件工程的发展趋势，典型的髙级语言软件开发过程约有25~30%的时间川丁•编写这类接口，使开发时间和费川大人增加；(2)设备不具冇互操作性，使川中硬件的升级、变更和增加都可能造成驱动程序的变化，从而在维护过程中引起二次投资；(1)1±1于每一驱动软件有各自的驱动程序，当多个应用软件读取同一数据源时，经常生冲突；(2)设备厂商虽然可能提供驱动程序，但与川户开发应用软件往往不一致，限制丫川户对软件和设备的自由选择。可见，在现场设备与应用软件之间提供标准的接口，实现开放的、无缝隙的连接，足顺利推进企业管

4、控一体化的关键。为此，在微软的倡导下，世界范围内处子主导地位的硬件和软件开发商组成丫OPC基金会组织(OPCFondation),制定硬件和应用软件之间的接口标准-OPC规范。文章对有关问题作如下简要讨论。2OPC产生的背景OPC(OLEforprocesscontrol)即用于过程控制领域的对象链接和破入技术，这一概念是由FisherRosemount公司1995年首次提出的，它借用了微软的OLE(ObjectLinkingandEmbedding)和COM(ComponentObjectModel)/DCOM(DistributedCompo

5、nentObjectModel)技术，并应用于过程控制中。它为过程控制和工业自动化领域提供了一袞秘准的接口、屌性和方法，是实现控制系统现场设备与过程监控级进行信息互连，实现控制系统开放性的关键技术［4,5］。提出OPC技术最初是为了解决应用软件与各种设备驱动程序的通信问题，简化系统的T/0驱动开发方式。没有采用OPC技术以前，对一个有M种应用程序、N种设备的系统，共需开发MXN个驱动程序，而OPC采用客户/服务器体系，为服务器与荇户程序的链接提供统一、称准的接口规范。采用了OPC技术以后，只盂要开发M+N个与OPC的接口，如图2所示。图2采用OP

6、C方式的应用软件与数裾源接口方式正是OPC的这种数裾访问特点使得使用OPC技术有很大的技术优势和经济优势。它的优点概拈起来大致有以下3个方面:开放性(Openness)、商生产率(Productivity)、和“即插即用”的可连接性(Connectivity)，因此可以说OPC=Openness+Productivity+Connectivityo2OPC的应用模式及意义现在OPC技术的发展已经超出了原来取代驱动程序的初衷，而成为微软公司的制造业分布式网间应用程序体系结•构(DNA-.M，DistributedinternetApplicatio

7、nArchitecturefor.Manufacturing)的核心，如陶3所不。图3微软的DNA-M体系在这个体系结构中，作为核心的OPC就相当于一块软件“主板”，它能够H接连接现场的PLC、工业控制网络、数据采集和WindmvsCE设备，通过快速有效的方式从现场获取实时数据。PC机旳的各种监视应用、控制应用、管理应用等则像是插在OPC主板上的软件“芯片”，这些芯片之间按照OPC协议进行通信，它们可以通过OPC获取现场的实时数据，也可以通过OPC彼此交换信息。所以OPC为企业内部的信息交换提供了一个开放平台。任何应用软件只要能够支持OPC接LJ

8、就可以插入这块OPC主板，就像是将芯片插入到计算机主板中一样，只要芯片的管脚和协议遵从主板的要求，它就可以即插即用。综合而言，采用OPC