基于OPC技術(shù)的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3 OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)
OPC服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)一般有3種方法：通過(guò)快速開發(fā)工具開發(fā)OPC服務(wù)器；通過(guò)MFC(微軟基本類庫(kù))提供的COM支持開發(fā)OPC服務(wù)器；通過(guò)ATL(活動(dòng)模板庫(kù))開發(fā)OPC服務(wù)器。
由于OPC快速開發(fā)工具功能有許多限制，而MFC開發(fā)基于窗口的應(yīng)用程序雖然比較方便。但它不是開發(fā)COM組件的理想工具，需要手工添加很多支持COM的基礎(chǔ)代碼。ATL是VC++提供專門針對(duì)COM應(yīng)用開發(fā)的活動(dòng)模板庫(kù)。它內(nèi)部的模板類實(shí)現(xiàn)了COM的一些基本特征。比如一些基本的COM接口，也支持COM的高級(jí)特征。如雙接口、連接點(diǎn)等，其基本目標(biāo)是使COM應(yīng)用開發(fā)盡可能的自動(dòng)化。使用ATL可以快速地開發(fā)出高效、簡(jiǎn)潔的代碼，同時(shí)對(duì)COM組件的開發(fā)提供了一定限度的代碼自動(dòng)生成以及可視化支持。所以在此采用ATL研究OPC服務(wù)器的開發(fā)。
OPCDA規(guī)范規(guī)定OPCDA Server包含3種對(duì)象：Server對(duì)象、Group對(duì)象和Item對(duì)象。Server對(duì)象包含了OPCDA Server的相關(guān)信息，它可以對(duì)Group對(duì)象進(jìn)行添加、刪除，是Group對(duì)象的容器。Group對(duì)象包含了這個(gè)組的相關(guān)信息，并提供了邏輯上包含組織Item對(duì)象的機(jī)制。Item對(duì)象與數(shù)據(jù)項(xiàng)關(guān)聯(lián)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)必須具備Value，Quality和TimeStamp三個(gè)屬性。OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器既要對(duì)底層硬件進(jìn)行讀寫操作，又要通過(guò)OPC接口與客戶程序進(jìn)行交互，為保證數(shù)據(jù)存取的效率，所以采用多線程模型，創(chuàng)建exe形式的進(jìn)程外OPC服務(wù)器。實(shí)現(xiàn)OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器的主要步驟包括：
(1)用ATL創(chuàng)建一個(gè)exe進(jìn)程外服務(wù)器。將OPCDA規(guī)范中的IDL文件，加入項(xiàng)目中進(jìn)行編譯，將組件接口引入到工程中；
(2)添加OPCServer對(duì)象。創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的ATL對(duì)象，命名為GstServer，按照OPC規(guī)范添加相應(yīng)接口并實(shí)現(xiàn)其方法，其中AddGroup函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是難點(diǎn)；
(3)添加OPCGroup對(duì)象。Group對(duì)象是通過(guò)Server對(duì)象的創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)的，因此不需要類型庫(kù)，所以要在工程的OPCDA．cpp文件的對(duì)象映射中將其刪除，然后用聚合實(shí)現(xiàn)接口的添加：

BEGIN_COM_MAP()
COM_INTERFACE_ENTRY_AGGREGATE()
END_COM_MAP()
(4)定義一個(gè)類CGstItem添加Item對(duì)象。OPCItem無(wú)需實(shí)現(xiàn)任何接口功能，只要根據(jù)實(shí)際情況增加相應(yīng)的功能函數(shù)，如根據(jù)OPCltem的名稱與數(shù)據(jù)源進(jìn)行連接、讀寫數(shù)據(jù)源等；
(5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)包含了服務(wù)器程序定義的數(shù)據(jù)項(xiàng)。要根據(jù)項(xiàng)的數(shù)目確定緩存的大小，使得每個(gè)項(xiàng)都有相對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間；
(6)OPC服務(wù)器的結(jié)構(gòu)和功能大同小異，主要的區(qū)別在于硬件驅(qū)動(dòng)程序。可以針對(duì)不同設(shè)備開發(fā)相應(yīng)的讀寫接口類，并與相應(yīng)的OPC服務(wù)器里的項(xiàng)對(duì)象連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)OPC服務(wù)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的存取功能。

4 OPC客戶應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
在該集成系統(tǒng)中，通過(guò)自行開發(fā)的OPC客戶端實(shí)現(xiàn)集成平臺(tái)和子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，客戶端將按照指定的采集頻率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
自動(dòng)化接口封裝了COM底層的許多實(shí)現(xiàn)，使用戶能比較輕松地進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)，具有簡(jiǎn)單、易于編程等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)的OPC客戶端程序使用VB6通過(guò)OPC自動(dòng)化接口實(shí)現(xiàn)OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)。程序示例如下：
(1)啟動(dòng)VB，新建一工程OPCClient，在VB主菜單的“工程”項(xiàng)中選擇“引用”，在彈出窗口可用的引用選項(xiàng)中選擇“OPC Automation 2．0”，就可以使用自動(dòng)化接口；
(2)聲明使用的對(duì)象及變量

(3)連接OPC服務(wù)器、建立OPC組和添加OPC項(xiàng)

5 結(jié) 語(yǔ)
OPC作為一項(xiàng)逐漸成熟的技術(shù)已得到國(guó)內(nèi)外廠商的高度重視，許多公司都在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了對(duì)OPC的支持。由于統(tǒng)一了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的接口，使控制系統(tǒng)進(jìn)一步走向開放，實(shí)現(xiàn)了信息的集成和共享，所以用戶能夠得到更多的方便。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，OPC會(huì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域。