摘要：OPC技術(shù)是OLE技術(shù)在過(guò)程控制中的應(yīng)用，它為開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的不同廠商提供了一項(xiàng)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(guò)程中的重復(fù)開(kāi)發(fā)，并提高了控制系統(tǒng)的性能。OPC代表了今后一段時(shí)間內(nèi)過(guò)程控制系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。
作為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的基礎(chǔ)，過(guò)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(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和微型計(jì)算機(jī)性能/價(jià)格比的不斷提高，集散控制系統(tǒng)(DCS)逐漸成為過(guò)程控制系統(tǒng)的主流。近年來(lái)，隨著智能儀表及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的引入，控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為中心的特征日益明顯。
既然工業(yè)自動(dòng)化體系，在硬件方面日趨計(jì)算機(jī)化，那么工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)，亦必然會(huì)體現(xiàn)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)特點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)技術(shù)已難以適應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)的要求，面向?qū)ο蠹夹g(shù)成為重要的軟件開(kāi)發(fā)方法。面向?qū)ο蠓椒ň哂辛己玫男畔㈦[蔽性、模塊獨(dú)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(duì)信息進(jìn)行交換、合成和處理，可以大大提高軟件的開(kāi)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_(kāi)發(fā)的框架，并且已在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的軟件開(kāi)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(duì)象鏈接和嵌入技術(shù)在過(guò)程控制方面的應(yīng)用，為工業(yè)自動(dòng)化軟件面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)提供一項(xiàng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后，針對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)程序不再由軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)，而是由硬件開(kāi)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(kāi)發(fā)商對(duì)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(dòng)程序的性能。采用OPC標(biāo)準(zhǔn)后，由硬件開(kāi)發(fā)商提供統(tǒng)一的OPC接口程序，從而避免了開(kāi)發(fā)重復(fù)性，使開(kāi)發(fā)費(fèi)用大大降低。
1995年由來(lái)自Inbbblution、Fisher－Rosemount、Intuitive Technology、Opto22、Rockwell Software等5家控制類(lèi)公司及它們的技術(shù)顧問(wèn)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(xiàng)規(guī)定發(fā)布到其Web站點(diǎn)(www.industry.net/opc )上，向來(lái)自用戶和制造商的260余個(gè)OPC評(píng)論單位征詢意見(jiàn)，根據(jù)收集到的反饋意見(jiàn)，OPC Task Force對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改，最后經(jīng)其顧問(wèn)微軟公司的OLE專(zhuān)家進(jìn)行認(rèn)證，頒布了OPC1.0。
為進(jìn)一步擴(kuò)大OPC標(biāo)準(zhǔn)的影響，1996年在芝加哥舉行的ISA/96會(huì)議上成立了OPC基金會(huì)(OPC Foundation)，接替OPC Task Force的工作，以吸收更多的會(huì)員單位參加，使其真正成為一項(xiàng)為各方所接受的、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。OPC基金會(huì)下設(shè)：技術(shù)籌劃委員會(huì)、市場(chǎng)籌劃委員會(huì)、OPC1.01版修訂委員會(huì)、一致性測(cè)試委員會(huì)、歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)委員會(huì)、事務(wù)登錄委員會(huì)、報(bào)警處理委員會(huì)、安全委員會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)命名協(xié)議委員會(huì)等，開(kāi)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(duì)象模型和ActiveX技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)世界范圍內(nèi)所有的自動(dòng)化軟硬件的互操作性，提供一項(xiàng)規(guī)定。簡(jiǎn)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(jìn)行對(duì)話的通行證。
3.1 對(duì)象和接口
OPC邏輯對(duì)象模型包括3類(lèi)對(duì)象：OPC服務(wù)器對(duì)象、OPC組對(duì)象、OPC項(xiàng)目對(duì)象，每類(lèi)對(duì)象都包括一系列接口，見(jiàn)圖2(帶[]的為可選項(xiàng))。
[upload=jpg]UploadFile/2005-8/200581917245537.jpg[/upload] OPC服務(wù)器對(duì)象提供了一種訪問(wèn)數(shù)據(jù)源的方法，它通過(guò)IOPCServer，OPC Browser，IPersist File向客戶提供接口。OPC組對(duì)象包含在OPC服務(wù)器對(duì)象中，并由客戶端定義和維護(hù)，每個(gè)服務(wù)器可以包含多個(gè)組對(duì)象。OPC組對(duì)象可以通過(guò)IOPCGROUNP增加或刪除OPC項(xiàng)目對(duì)象，OPC項(xiàng)目對(duì)象包含在OPC組對(duì)象中，1個(gè)組對(duì)象可以包含多個(gè)項(xiàng)目對(duì)象，它同樣由客戶端定義和維護(hù)。
OPC客戶端與OPC服務(wù)器連接并通過(guò)接口與OPC服務(wù)器通信，OPC服務(wù)器對(duì)象向OPC客戶端提供創(chuàng)建和操縱OPC組對(duì)象的功能。這些組允許OPC客戶對(duì)它們要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織。1個(gè)組可以作為1個(gè)單元被激活或失活。1個(gè)組也可以提供1種方法允許客戶“訂閱”項(xiàng)目列表，以便在項(xiàng)目變化時(shí)它能得到通知。
客戶只能看到接口，所有的COM對(duì)象只能通過(guò)接口進(jìn)行訪問(wèn)。這樣，這里所描述的對(duì)象只是邏輯表示，可能與服務(wù)器的內(nèi)部執(zhí)行無(wú)關(guān)。
4.2 價(jià)格的下降
在傳統(tǒng)的開(kāi)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(dòng)程序由軟件廠商開(kāi)發(fā)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)一個(gè)特定的硬件產(chǎn)品和一個(gè)特定的應(yīng)用程序。這樣每個(gè)軟件開(kāi)發(fā)商需要針對(duì)不同的硬件產(chǎn)品獨(dú)立開(kāi)發(fā)1套驅(qū)動(dòng)程序，工作量變得非常龐大，而且各開(kāi)發(fā)商重復(fù)開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致工業(yè)自動(dòng)化軟件的開(kāi)發(fā)費(fèi)用居高不下。采用OPC標(biāo)準(zhǔn)后，這項(xiàng)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(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用得以分散，工業(yè)自動(dòng)化軟件的價(jià)格也必將大幅度下降。 4.3 性能的改善
在OPC開(kāi)發(fā)模式下，驅(qū)動(dòng)程序由硬件廠商開(kāi)發(fā)，由于硬件廠商了解自己產(chǎn)品的細(xì)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(dòng)程序相比有了明顯的改善。以往控制軟件開(kāi)發(fā)商的大部分精力花在了驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)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(kāi)發(fā)商可以把精力集中在MMI、SCADA、MES等軟件包的開(kāi)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(dòng)，但是已制定的OPC標(biāo)準(zhǔn)由來(lái)自90多家公司的專(zhuān)家參與，并參考了來(lái)自200多個(gè)合作伙伴的評(píng)論意見(jiàn)，所以具有廣泛的代表性。一批國(guó)際知名的控制類(lèi)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(wú)疑問(wèn)OPC將會(huì)在控制領(lǐng)域發(fā)揮重大的作用，OPC將會(huì)成為大勢(shì)所趨。
現(xiàn)在許多公司正在致力于利用OPC標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。Wonderware公司原來(lái)一直采用NetDDE開(kāi)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(kāi)發(fā)其軟件產(chǎn)品。USDATA公司開(kāi)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(duì)象加入到該公司的軟件中。在已開(kāi)發(fā)成功的Fisher－Rosemount的DeltaV過(guò)程系統(tǒng)中采用了OPC技術(shù)。Inbbblution作為OPC董事會(huì)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(kāi)發(fā)出了VisualBatch、FIXDynamics等組件產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)工業(yè)過(guò)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(méi)有見(jiàn)到有大的動(dòng)作。我們認(rèn)為，作為一項(xiàng)逐漸成型的過(guò)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(guó)內(nèi)同行足夠的重視。
：鞏經(jīng)理
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：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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