摘要：OPC技術(shù)是OLE技術(shù)在過程控制中的應(yīng)用，它為開發(fā)應(yīng)用程序的不同廠商提供了一項共同遵循的通信標(biāo)準(zhǔn)，從而大大減少了在系統(tǒng)集成過程中的重復(fù)開發(fā)，并提高了控制系統(tǒng)的性能。OPC代表了今后一段時間內(nèi)過程控制系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。
作為生產(chǎn)過程自動化的基礎(chǔ)，過程控制系統(tǒng)從最初采用基地式儀表的就地控制，發(fā)展到采用單元組合式儀表的集中控制。隨著計算機的出現(xiàn)和微型計算機性能/價格比的不斷提高，集散控制系統(tǒng)(DCS)逐漸成為過程控制系統(tǒng)的主流。近年來，隨著智能儀表及現(xiàn)場總線技術(shù)的引入，控制系統(tǒng)以計算機為中心的特征日益明顯。
既然工業(yè)自動化體系，在硬件方面日趨計算機化，那么工業(yè)自動化系統(tǒng)的軟件開發(fā)，亦必然會體現(xiàn)計算機領(lǐng)域的軟件開發(fā)特點。在計算機領(lǐng)域，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)環(huán)境所具有的功能和復(fù)雜程度在迅速增加，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)技術(shù)已難以適應(yīng)軟件開發(fā)的要求，面向?qū)ο蠹夹g(shù)成為重要的軟件開發(fā)方法。面向?qū)ο蠓椒ň哂辛己玫男畔㈦[蔽性、模塊獨立性和可重用性，使應(yīng)用程序的集成更加容易，而且能在不同軟件廠商提供的應(yīng)用程序中更為容易地對信息進行交換、合成和處理，可以大大提高軟件的開發(fā)效率。在這方面微軟的OLE(bbbbbb bbbbingand bbbbbding)/COM(Component bbbbbb Module)技術(shù)是大家所熟知的面向?qū)ο箝_發(fā)的框架，并且已在計算機領(lǐng)域的軟件開發(fā)中得到了卓有成效的應(yīng)用。
OPC(OLEfor Process Control)是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術(shù)在過程控制方面的應(yīng)用，為工業(yè)自動化軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供一項統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。采用這項標(biāo)準(zhǔn)后，針對硬件的驅(qū)動程序不再由軟件開發(fā)商開發(fā)，而是由硬件開發(fā)商根據(jù)硬件的特征提供統(tǒng)一的OPC接口程序。由于硬件開發(fā)商對自己的硬件特征了如指掌，從而能夠最大限度地挖掘硬件的潛力，提高驅(qū)動程序的性能。采用OPC標(biāo)準(zhǔn)后，由硬件開發(fā)商提供統(tǒng)一的OPC接口程序，從而避免了開發(fā)重復(fù)性，使開發(fā)費用大大降低。
1995年由來自Inbbblution、Fisher－Rosemount、Intuitive Technology、Opto22、Rockwell Software等5家控制類公司及它們的技術(shù)顧問微軟公司共同發(fā)起成立了OPC標(biāo)準(zhǔn)化組織OPC Task Force，并將其起草的有關(guān)OPC標(biāo)準(zhǔn)的幾項規(guī)定發(fā)布到其Web站點(www.industry.net/opc )上，向來自用戶和制造商的260余個OPC評論單位征詢意見，根據(jù)收集到的反饋意見，OPC Task Force對標(biāo)準(zhǔn)草案進行了修改，最后經(jīng)其顧問微軟公司的OLE專家進行認證，頒布了OPC1.0。
為進一步擴大OPC標(biāo)準(zhǔn)的影響，1996年在芝加哥舉行的ISA/96會議上成立了OPC基金會(OPC Foundation)，接替OPC Task Force的工作，以吸收更多的會員單位參加，使其真正成為一項為各方所接受的、開放的標(biāo)準(zhǔn)。OPC基金會下設(shè)：技術(shù)籌劃委員會、市場籌劃委員會、OPC1.01版修訂委員會、一致性測試委員會、歷史數(shù)據(jù)訪問委員會、事務(wù)登錄委員會、報警處理委員會、安全委員會、標(biāo)準(zhǔn)命名協(xié)議委員會等，開展與OPC標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的各方面的工作?，F(xiàn)在最新的OPC標(biāo)準(zhǔn)是于1997年9月11日發(fā)布的OPC1.0A。
3 主體框架
OPC利用微軟公司的COM/DCOM對象模型和ActiveX技術(shù)，為實現(xiàn)世界范圍內(nèi)所有的自動化軟硬件的互操作性，提供一項規(guī)定。簡而言之，它位于數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)使用者之間，是不同制造商的產(chǎn)品之間進行對話的通行證。
3.1 對象和接口
OPC邏輯對象模型包括3類對象：OPC服務(wù)器對象、OPC組對象、OPC項目對象，每類對象都包括一系列接口，見圖2(帶[]的為可選項)。
[upload=jpg]UploadFile/2005-8/200581917245537.jpg[/upload] OPC服務(wù)器對象提供了一種訪問數(shù)據(jù)源的方法，它通過IOPCServer，OPC Browser，IPersist File向客戶提供接口。OPC組對象包含在OPC服務(wù)器對象中，并由客戶端定義和維護，每個服務(wù)器可以包含多個組對象。OPC組對象可以通過IOPCGROUNP增加或刪除OPC項目對象，OPC項目對象包含在OPC組對象中，1個組對象可以包含多個項目對象，它同樣由客戶端定義和維護。
OPC客戶端與OPC服務(wù)器連接并通過接口與OPC服務(wù)器通信，OPC服務(wù)器對象向OPC客戶端提供創(chuàng)建和操縱OPC組對象的功能。這些組允許OPC客戶對它們要訪問的數(shù)據(jù)進行組織。1個組可以作為1個單元被激活或失活。1個組也可以提供1種方法允許客戶“訂閱”項目列表，以便在項目變化時它能得到通知。
客戶只能看到接口，所有的COM對象只能通過接口進行訪問。這樣，這里所描述的對象只是邏輯表示，可能與服務(wù)器的內(nèi)部執(zhí)行無關(guān)。
4.2 價格的下降
在傳統(tǒng)的開發(fā)方式下，由于缺乏信息和數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，驅(qū)動程序由軟件廠商開發(fā)，每個驅(qū)動程序?qū)?yīng)一個特定的硬件產(chǎn)品和一個特定的應(yīng)用程序。這樣每個軟件開發(fā)商需要針對不同的硬件產(chǎn)品獨立開發(fā)1套驅(qū)動程序，工作量變得非常龐大，而且各開發(fā)商重復(fù)開發(fā)，導(dǎo)致工業(yè)自動化軟件的開發(fā)費用居高不下。采用OPC標(biāo)準(zhǔn)后，這項工作改由硬件廠商承擔(dān)，提供統(tǒng)一的OPC接口程序，從而使整個系統(tǒng)的開發(fā)費用得以分散，工業(yè)自動化軟件的價格也必將大幅度下降。 4.3 性能的改善
在OPC開發(fā)模式下，驅(qū)動程序由硬件廠商開發(fā)，由于硬件廠商了解自己產(chǎn)品的細節(jié)，所以提供的接口程序的性能與以前由軟件廠商提供的驅(qū)動程序相比有了明顯的改善。以往控制軟件開發(fā)商的大部分精力花在了驅(qū)動程序的開發(fā)上，采用OPC標(biāo)準(zhǔn)后，這部分工作改由硬件產(chǎn)品供應(yīng)商承擔(dān)，軟件開發(fā)商可以把精力集中在MMI、SCADA、MES等軟件包的開發(fā)與集成上，提供性能更好的軟件產(chǎn)品。
5 發(fā)展近況及前景
OPC標(biāo)準(zhǔn)的制定雖然主要由少數(shù)幾家公司所推動，但是已制定的OPC標(biāo)準(zhǔn)由來自90多家公司的專家參與，并參考了來自200多個合作伙伴的評論意見，所以具有廣泛的代表性。一批國際知名的控制類公司，如ABB、AspenTech、Eurotherm、Foxboro、Honeywell、National Instruments、Siemens、Toshiba、Johnson－Yokogawa、GEFanuc等相繼宣布支持OPC標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，毫無疑問OPC將會在控制領(lǐng)域發(fā)揮重大的作用，OPC將會成為大勢所趨。
現(xiàn)在許多公司正在致力于利用OPC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)產(chǎn)品。Wonderware公司原來一直采用NetDDE開發(fā)其軟件產(chǎn)品，并且做得相當(dāng)成功，但鑒于OPC正在成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的形式，現(xiàn)在正逐步轉(zhuǎn)向采用OPC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)其軟件產(chǎn)品。USDATA公司開發(fā)了1種叫做OPC友好插座的產(chǎn)品，該產(chǎn)品允許任何符合OPC標(biāo)準(zhǔn)的對象加入到該公司的軟件中。在已開發(fā)成功的Fisher－Rosemount的DeltaV過程系統(tǒng)中采用了OPC技術(shù)。Inbbblution作為OPC董事會成員，在推行OPC標(biāo)準(zhǔn)方面始終是不遺余力，現(xiàn)已利用OPC技術(shù)開發(fā)出了VisualBatch、FIXDynamics等組件產(chǎn)品。目前國內(nèi)工業(yè)過程控制和儀器儀表行業(yè)在OPC標(biāo)準(zhǔn)的推廣和應(yīng)用方面尚沒有見到有大的動作。我們認為，作為一項逐漸成型的過程控制領(lǐng)域軟硬件接口的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，OPC應(yīng)當(dāng)受到國內(nèi)同行足夠的重視。
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