基于OPC技術的工業通訊應用

杜赟萌

摘?要：OPC技術以其高效靈活的數據交換方式以及獲取方式脫穎而出，這種技術能夠為軟硬件開發商帶來效益、為用戶帶來利益，所以該技術具有廣闊的發展空間。使用這種技術，可以實現多個現場總線控制系統的可相互操作性，且可以對多現場控制系統起到優化作用，這必將有力促進系統應用程序靈活性的提升和工業控制設備之間數據讀寫效率的提高，為現代工業控制軟件注入新的活力。

關鍵詞：數據;開放性;計算機技術;操作性;OPC

1 緒論

OPC技術適時的出現為Windows應用程序與現場過程控制應用之間構建來橋梁。受現場設備種類繁多的影響，且各產品均在不斷進行升級，這樣的工作往往會造成用戶和軟件開發商的困擾。一種高效集成、可靠性高、可操作性強即插即用的設備驅動程序來滿足不斷發展的需求。OPC技術采用客戶服務模式，這種模式的出現為工業自動化軟件開發提供了統一的標準，使用這項標準后，硬件開發商將可為自己的硬件產品開發統一的OPC接口程序，而軟件開發者則可免除開發驅動程序的工作任務，充分發揮自身的軟件特長，把所有的精力都致力于核心產品開發。控制技術在不斷發展、計算機技術日益進步與之相應的網絡通訊技術必須適應時代的發展需求，OPC技術應用在工業環境中進行控制、通訊的技術越來越成熟，該技術可在不同控制系統和不同數據監控軟件之間進行數據的通信。

2 OPC的工作原理與技術實現

OPC技術主要采用客戶端服務器的模式，該模式是在客戶端和服務器兩端都定義符合OPC標準的統一接口，這種接口特性穩定。接口對同服務器間的客戶通信機制進行來明確定義，這種借口是連接同服務器之間的紐帶，接口由設備廠家或第三方進行開發。客戶科研通過標準的OPC接口實現軟件與服務器之間的數據交換。若OPC客戶端需要進行服務器訪問時，服務器程序就會自動為該客戶端打開一個進程，此時主要會出現三種情形：當Server設置為僅允許一個用戶進行訪問時，一旦有一個用戶正在訪問，那么其它用戶將無法進行訪問，只能等訪問用戶退出訪問，其他用戶才可以進入;若Server設置為允許多個用戶同時進行訪問，隨著訪問用戶不斷增加，會占用更多計算機資源，此時訪問速度受隨之受到影響;除此之外，OPC Server還會出現硬件搶占的問題，就拿串口來說，當某一個用戶使用了該串口，其它用戶就無法對該串口進行使用。在設計客戶端接口程序時，就必須針對釋放接口進行函數的設計，不然當OPC客戶端用戶退出與服務器的連接的時候，服務器上與之相對應的進程也不會進行關閉，它將會持續占用服務器的有限系統資源，造成資源無故的占用。該系統這樣設計的目的主要是通過OPC接口實現方便地與前端設備進行信息和數據相互交換，此外為了保證交換數據的安全性，通常會使用報文進行加解密的處理。

3 OPC技術對工業控制系統應用與影響

3.1 OPC技術可了開發驅動程序不通用的問題

計算機技術一直在跟隨時代的變化而不斷發展，用戶對于計算機的需求的日益升高，工業控制系統所能實現的功能也日漸強大，控制系統的結構更是日趨復雜，系統所形成的規模逐漸強大，在實際工業生產中若想構建一套完整的工業控制系統，常常要對多家不同公司的生產的控制設備或研發的系統進行集成，才能實現功能的完善，但受沒有統一標準的影響，設備及軟件的使用單位必須對每一個設備都予以編寫與之相對的驅動程序，工作量巨大。如遇硬件設備升級或對其進行修改，與之相對的驅動程序也必須進行修改，給使用帶來不便。OPC則具有統一的、標準的接口，硬件供應商可以提供符合OPC技術的程序，使用單位技術人員只要隨之編寫一個接口程序，用戶就能方便地對設備進行選型、功能擴充等操作，且只要提供OPC的支持，系統中所有的數據都能通過OPC接口進行交換。

3.2 OPC能在總線系統中進行異構網之間數據交換

在工業生產中現場總線系統還經常有多種總線并存的情況發生，故系統集成如何與異構網段之間的數據進行交換仍是重要問題。如果用OPC作為中間件進行異構網段的集成，只需每個總線段各自提供相應的OPC服務器，那么任意一個OPC客戶端，都可以通過軟件、一致的OPC接口對這些OPC服務器進行訪問;這樣就能很好地實現異構總線段之間的數據交換。即使其中某個總線的協議進行了版本升級，也只需對與之相對應程序和總線進行升級操作，就可完成。

3.3 訪問專有數據可用OPC作為中間件

在實際應用當中，控制軟件一般都會采用其專有的實時或歷史數據庫進行數據計算與存儲，所以對這些數據庫進行訪問就不會像訪問通用數據庫那么簡單，我們一般需要通過開發商提供的函數或其它特殊的方式進行數據調用，但是不同的開發商所提供的函數通常是不一樣的，如果要對多個軟件的專有數據庫進行數據訪問，就必須隨之編寫多個不同的函數代碼，這樣的操作顯然操作起來十分復雜。而使用OPC則能很好的解決掉這個問題，只要專有數據庫的開發者在提供相應數據庫的同時，再提供一個可以對該數據庫的OPC服務器進行訪問的函數，那樣用戶需要訪問時，無需對該專有數據庫特定的接口要求進行了解，使用者只要按照OPC規范的要求，對OPC客戶端進行程序編寫，就可以實現對該數據庫服務器的訪問。

3.4 OPC可以對不同的數據進行集成

當今時代網絡化是控制系統發展的重要趨勢之一，而控制系統內部需采用網絡技術進行連接，一個控制系統與另一個控制系統之間的連接也需用網絡實現，以便進行大系統的組成，如果想實現整個控制系統進入該企業管理系統，那么也必須進行網絡連接才能實現。在實際應用中控制系統一般來說只是整個企業網當中的一個子網絡，在實現企業網絡集成的過程中，OPC也必將發揮它的重要作用。企業信息的內部集成的過程中，OPC可以作為連接件，提供了方便的信息流通和交換。OPC使控制系統的功能得到了巨大提升，使網絡的功能得到了增強，間接提升了企業的管理水平。

4 結語

OPC作為一項日益成熟技術逐漸得到各大廠商的青睞，訪問的接口統一，使工業控制系統不斷走向集成和共享，用戶能夠從中得到更多的方便，為工業自動控制領域融入了勃勃生機。