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1  引言

    OPC是OLE for Process Control的縮寫，即把OLE應用于工業控制領域。OLE的原意是對象鏈接和嵌入，隨著OLE2的發行，其范圍已遠遠超出了這個概念。現在的OLE包容了新的特征，如統一數據傳輸、結構化存儲和自動化，已經獨立于計算機語言、操作系統甚至硬件平臺的一種規范，是面向對象程序設計概念的進一步推廣。OPC建立在OLE規范之上，它為工業控制領域提供了一種標準的數據訪問機制。

    工業控制領域用到大量的現場設備，在OPC出現之前，軟件開發商需要開發大量的驅動程序來連接這些設備。即使硬件供應商在硬件上做了一些小小的改動，應用程序就可能需要重寫；同時，由于不同設備甚至同一設備不同單元的驅動程序也可能不同，軟件開發商很難同時對這些設備進行訪問以優化操作。硬件供應商也在嘗試解決這個問題，然而由于不同客戶有著不同的需要，同時也存在著不同的數據傳輸協議，因此也一直沒有完整的解決方案。

    自OPC出現之后，這個問題終于得到解決。OPC規范包括OPC服務器和OPC客戶兩個部分，其實質是在硬件供應商和軟件開發商之間建立了一套完整的“規范”，只要遵循這套規則，數據交互對兩者來說都是透明的，硬件供應商無須考慮應用程序的多種需求和傳輸協議，軟件開發商也無須了解硬件的實質和操作過程。

2  OPC適用范圍和基本概念

2.1  OPC適用范圍

    OPC的設計者們最終的目標是在工業領域建立了一套數據傳輸規范，并為之制定了一系列的發展計劃。現有的OPC規范涉及如下領域：

(1)  在線數據監測。實現了應用程序和工業控制設備之間高效、靈活的數據讀寫。
(2)  報警和事件處理。提供了OPC服務器發生異常及OPC服務器設定事件到來時，向OPC客戶發送通知的一種機制。
(3)  歷史數據訪問。實現了讀取、操作、編輯歷史數據庫的方法。
(4)  遠程數據訪問。借助Microsoft的DCOM技術，OPC實現了高性能的遠程數據訪問能力。
(5)  安全性、批處理、歷史報警事件數據訪問等。

2.2  OPC基本概念

    本系統使用的OPC服務器為臺灣泓格科技有限公司的NAP7000 OPC Server。對數據項設定好代表的具體的通道，可以把數據項看作數據源的地址。

    OPC服務器由三類對象組成：服務器（Server）、組（Group）、數據項（Item）。服務器對象擁有服務器的所有信息，同時也是組對象的容器。組對象擁有本組的所有信息，同時包容并邏輯組織OPC數據項。在這里數據項就是指12個位輸入和2個位輸出。

    OPC組對象提供了客戶組織數據的一種方法。客戶可對之進行讀寫，還可以設置客戶端的數據更新速率。當服務器緩沖區內的數據發生改變時，OPC將向客戶發出通知，客戶得到通知后再進行必要的處理。而無須浪費大量的時間進行查詢。OPC規范定義了兩種組對象：公共組和局部組（私有組）。公共組由多個客戶共有，局部組只隸屬于一個OPC客戶。一般來說，客戶和服務器的一對連接只需要定義一個組對象。

    在每個組對象中，客戶可以加入多個OPC數據項。OPC數據項是服務器端定義的對象，通常指向設備的一個寄存器單元。OPC客戶對設備寄存器的操作都是通過其數據項來完成的，通過OPC數據項，OPC規范盡可能地隱藏了設備的特殊信息，也使OPC服務器的通用性大大增強。OPC數據項并不提供對外接口，客戶不能直接對之進行操作，所有的操作都是通過組對象進行的。每個OPC數據項的數據結構包括三個成員變量：即數據值、數據質量和時間戳。數據值是以Variant形式表示的。

3  客戶端監控程序開發一般步驟

    OPC規范提供了兩套接口方案，即COM接口和自動化。COM接口效率高，通過該接口，客戶能夠發揮OPC服務器的最佳性能，采用C++語言的客戶一般用COM接口方案；自動化接口使用解釋性和宏語言訪問OPC服務器，采用Visaul Basic語言的客戶一般采用自動化接口。自動化接口使解釋性和宏語言編寫客戶應用程序變得簡單。本文給出的客戶端應用程序的應用實例就是用Visual Basic編寫的。

3.1  OPC的連接

    先在“引用”將OPC Automation 2.0加入，然后開始定義全局變量。在本程序中，筆者使用了兩個OPC組進行OPC訪問。首先定義了OPC組與OPC數據項。注意數據項的值一定要以Variant形式表示。在定義所有變量后，就要進行OPC連接了。

主要程序如下：
Set Server = New OPCServer ’生成OPC對象，
sServers = Server.GetOPCServers("")
Server.Connect  sServerName, "" ’連接OPC服務器
Set Group = Server.OPCGroups.Add("I7000")
Set ItemObj = GroupObj.OPCItems.AddItem("XXXITEM", 1)
' XXXITEM為添加的ITEM名稱

3.2  OPC的數據項讀寫

    對OPC的寫可以有同步與異步之分，對于大量的數據傳輸，異步是更佳的選擇；但對少量的數據傳輸，同步表現得更好。要進行數據傳輸，先要將值數據進行賦值。

讀數據項主要程序如下：
Dim anItem As OPCItem
Set anItem = Group.OPCItems.Item(1)
anItem.Read OPCCache

寫數據項主要程序如下：
Dim anItem As OPCItem
Group.OPCItems.AddItem lTagSelected.Caption, 1
Set anItem = Group.OPCItems.Item(1)

3.3  OPC連接斷開

    OPC客戶端連接后要占用服務器資源，所以如果不需要使用OPC時，必須進行OPC連接斷開。斷開的程序相當簡單，釋放資源即可。

斷開連接的主要程序如下：
Server.OPCGroups.RemoveAll
Server.Disconnect
Set Server = Nothing

4  結論

    通過OPC技術，經過直接訪問硬件供應商提供的OPC服務器，從而達到訪問硬件的數據。OPC的優越性是顯而易見的：

(1)  硬件供應商只須提供一套符合OPC Server規范的程序組，無須考慮工程人員需求。
(2)  軟件開發商無須重寫大量的設備驅動程序。
(3)  工程人員在設備選型上有了更多的選擇。
(4)  OPC擴展了設備的概念。只要符合OPC Server規范，OPC客戶都可與之進行數據交互，而無須了解究竟是PLC還是儀表，甚至在數據庫系統上建立了OPC規范，OPC客戶也可與之方便地實現數據交互。