opc服务器设计开发研究

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1、沈阳理工大学学士学位论文OPC服务器设计开发研究1绪论1.1OPC技术产生的背景1.1.1传统的工控软件开发存在的问题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。种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在传统的工业控制软件开发过程中，一旦工业被控对象有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当

2、困难。此外，由于工控系统需要集成数量和种类不断增多的现场信息，而不同厂家的设备又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问题。并且，由于程序中软件硬件接口的复杂性，导致将来系统升级比较困难。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。1.1.2工控软件的发展与OPC技术的产生传统的工业控制系统由于不具备开放性，导致大量繁琐的软硬件修改工作。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解

3、决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。通用组态软件的主要特点有：1、延续性和可扩充性。77沈阳理工大学学士学位论文用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改即可方便地完成软件的更新和升级；2、封装性（易学易用）。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；3、通用性。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块

4、、板卡、变频器等）的I/O驱动程序、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。目前，工控组态软件的最大特点就是它们的“开放性”，即尊重用户对外部设备的选择，并尽最大努力使工控组态软件与外部设备配合良好，一般工控组态软件都提供较多厂家的设备驱动程序供用户使用。如Wincc、InTouch、Citech、FIX、组态王，ControlX2000等都带有大量的通用设备驱动程序，给用户的开发带来了很大的便利并缩短了开发时间。但是在实际应用中，由于所用设备的特殊性或者由于工程的需要，设备的驱动程序的提供总是有

5、限的，因此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，此外为了实现不同厂家之间的软件与硬件的集成，从而实现多种现场总线间的数据共享也需要这样一种标准的数据采集机制，这是一种开放、高效的通信机制。OPC正是为适应这一需要而产生的。OPC是OLEforProcessControl的缩写，是为保证工业软件和设备的互联性,由世界上一些著名的自动化系统软、硬件公司和微软(Microsoft)紧密合作而制订的程序接口国际标准。它满足开放性和互操作性，并由OPC基金会这个国际组织管理。OPC为不同的厂商的硬件设备、软件和系统定义了公共的接口，使得过程控制和工厂自动

6、化中的不同的系统、设备和软件之间能够互相连接、通信，操作。OPC设计的目的就是使用标准接口实现从网络上任意支持该标准的节点获取数据,而不需要考虑底层的变化。其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。只要符合OPC服务器的规范，OPC客户都可与之进行数据交互，而无需了解设备究竟是PLC还是仪表，甚至可以在数据库系统上建立OPC规范，使OPC客户也可与之方便地实现数据交互，因此从这个意义上我们可以说OPC扩展了设备的概念。OPC77沈阳理工大学学士学位论文的主要技术优势是硬件驱动程序开发

7、单一化，应用软件接口统一化，用户设备选型自主化，以及控制系统组态化。1.2OPC技术的规范及优点1.2.1OPC技术规范简介随着OPC技术的广泛应用及不断发展，OPC基金会制定了很多种OPC技术规范和版本，不同的版本通常都有着不同的特性。OPC标准详细说明了其本身的警报和事件、历史数据存取和安全性等等内容。OPC技术规范参见表1。OPC规范以微软的OLE/COM/DCOM技术为基础，从而使COM技术适用于过程