OPC技術(shù)在監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 OPC技術(shù)的產(chǎn)生
OPC(OLE for Process Control)技術(shù)是對(duì)象鏈接和嵌入式技術(shù)在過(guò)程控制方面的應(yīng)用，包含一系列工業(yè)自動(dòng)化接口規(guī)范。該技術(shù)是為解決應(yīng)用軟件與各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之間的通訊而提出的，它把硬件廠商和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)者分離開(kāi)來(lái)，大大提高了雙方的工作效率。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和過(guò)程復(fù)雜程度的提高，工業(yè)控制軟件設(shè)計(jì)面臨巨大挑戰(zhàn)，即要集成數(shù)量和種類不斷增多的現(xiàn)場(chǎng)信息。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，智能設(shè)備之間及智能設(shè)備與控制系統(tǒng)軟件之間的信息共享是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的，不同廠家的設(shè)備使用不同的驅(qū)動(dòng)程序，迫使工業(yè)控制軟件中包含越來(lái)越多的底層通信模塊；另外，由于相對(duì)特定應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)程序一般不支持硬件的變化，使得工業(yè)控制軟硬件的升級(jí)和維護(hù)極其不便。還有在同一時(shí)刻，兩個(gè)客戶不能對(duì)同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，因?yàn)樗鼈儞碛胁煌?、相互?dú)立的驅(qū)動(dòng)程序，同時(shí)對(duì)同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行操作，可能會(huì)引起存取沖突，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。OPC技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這些問(wèn)題。OPC以O(shè)LE／COM／DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶／服務(wù)器模式，為工業(yè)自動(dòng)化軟件面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機(jī)之間交換自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法。采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后，硬件開(kāi)發(fā)商將取代軟件開(kāi)發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的 OPC接口程序，而軟件開(kāi)發(fā)者可免除開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的工作，把更多的精力投入到其核心產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上。這樣不但可避免開(kāi)發(fā)的重復(fù)性，也提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性和互操作性。

2 OPC技術(shù)的應(yīng)用
OPC是連接數(shù)據(jù)源(OPC服務(wù)器)和數(shù)據(jù)的使用者(OPC應(yīng)用程序)之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)源可以是PLC、DCS，條形碼讀取器等控制設(shè)備。隨著控制系統(tǒng)構(gòu)成的不同，作為數(shù)據(jù)源的OPC服務(wù)器既可以是和OPC應(yīng)用程序在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的本地OPC服務(wù)器，也可以是在另外的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的遠(yuǎn)程O(píng)PC服務(wù)器。OPC接口既可以適用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把最下層的控制設(shè)備的原始數(shù)據(jù)提供給作為數(shù)據(jù)的使用者(OPC應(yīng)用程序)HMI (硬件監(jiān)督接口)／SCADA(監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集)，批處理等自動(dòng)化程序，甚至更上層的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用程序，也可用于應(yīng)用程序和物理設(shè)備的直接連接。所以O(shè)PC接口是適用于很多系統(tǒng)的具有高厚度柔軟性的接口標(biāo)準(zhǔn)。OPC技術(shù)的創(chuàng)新之處是用戶能夠把任何一個(gè)可視化或控制系統(tǒng)與所選擇的任一硬件(即PC插板)通過(guò)OPC組合在一起，如圖1所示。

從圖中可以看出，OPC標(biāo)準(zhǔn)的軟件總線使多種現(xiàn)場(chǎng)線系統(tǒng)得以集成，如PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)、CANopen(開(kāi)放式控制局域)網(wǎng)絡(luò)、Device Net(設(shè)備網(wǎng)絡(luò))等，也可深入反映出OPC和現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)系：OPC提供現(xiàn)場(chǎng)總線以外的重要的附加性能，現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的主要目標(biāo)是快速，可靠的數(shù)據(jù)傳輸。而OPC使標(biāo)準(zhǔn)通信可以達(dá)到這樣的程度，即任何OPC服務(wù)器和應(yīng)用軟件能聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。