基于OPC通讯的报表管理系统的开发与应用

任玉辉 邹修铁

摘 要：目前，DCS系统已经在工业控制领域被广泛应用，大大提高了工业控制的自动化水平，但是DCS系统给出的是实时数据，如何快速及时地采集这些实时数据将其存储，形成历史数据并作为管理人员进行考核评比的标准，成为摆在管理人员面前的一个问题。通过OPC技术与DCS系统通讯实现数据采集，使用数据库完成对数据的存储，开发报表系统能够很好的解决这一问题。基于此，本文结合OPC通讯技术，详细介绍了某烧结厂报表系统的开发与应用过程。

关键词：OPC；烧结；报表

1.引言

随着烧结工业生产规模的扩大和对产品质量的要求的不断提高，如何高效准确的完成对烧结过程的管理考核，成为了摆在管理人员面前的一个问题。目前，各个烧结厂管理人员只能通过定时的人工抄写各项指标值，再一项一项的录入到EXCEL表格中，通过一系列的计算，形成生产报表，完成考核。这种方式不仅繁琐，而且很大程度上依赖人工操作，缺乏可靠性和准确性。因此，开发能够与DCS系统通讯高效准确地生成生产管理报表的报表系统就显得尤为重要。

本文提出的基于OPC通讯技术的报表管理系统是根据某烧结厂的需求完成开发的。系统的数据处理层通过采集模块完成对DCS系统指定数据的采集，并将数据存储在数据库服务器中，数据库服务器完成对历史的数据的抽取挖掘，形成报表所需要的数据，系统客户端通过与数据库服务器通讯，生成所需要的报表。

2.相关技术介绍

系统是基于OPC通讯技术来完成开发的。OPC（OLE for Process Control， 用于过程控制的OLE）是一个工业标准，它基于微软的OLE（现在的Active X）、COM （部件对象模型）和DCOM （分布式部件对象模型）技术，包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。

OPC数据访问主要由服务器对象、组对象、和项对象组成：

（1） OPC Server（服务器）：OPC启动服务器，获得其它对象和服务的起始类，并用于返回OPC Group类对象，可以动态创建和释放组对象；

（2） OPC Group（组）：存储由若干OPC Item组成的Group信息，并用于返回OPC Item类对象。

（3） OPC Item（项）：存储具体Item 的定义、数据值、状态值等信息。每个OPC项代表了OPC服务器到数据源的一个物理连接。数据项是读写数据的最小逻辑单位。OPC项不可以由OPC客户直接操作，所有对OPC项的操作都是通过包含该项的OPC组进行的。

OPC服务器对象和组对象是聚合关系，即OPC服务器对象产生OPC组对象后，将组对象的指针传递给客户，由客户之间操作对象。这样既提高了数据存取的速度，也易于功能扩展，体现了组件软件的重用性。

3.系统的开发与应用

系统以VS2005为开发平台，ORACLE作为数据库服务器，采用了基于三层结构的多层架构开发模式，结合OPC通讯技术完成与DCS系统的通讯。系统结构图如图3-1所示：

3-1系统结构图

3.1 数据采集模块

为了增强系统的实用性，在实现数据采集模块的过程中将OPCServer和OPC项的信息存储在数据库中，用户可以根据自己的需要，把OPCServer对象信息和OPC项对象信息配置在数据库中，这样处理后，用户可以根据自己的需要，配置OPC项对象，避免了加载不需要的项对象而造成的系统资源的浪费。

实现此OPC客户端主要通过以下几个步骤：

（1） 导入OPC自动化接口服务。将OPCAutomation.dll添加到项目引用中；

（2） 连接OPC服务器。OPC提供的连接服务器的接口需要两个参数：OPC服务器名和OPC服务器IP地址；

（3） 添加组。

（4）添加数据项。

（5） 读取OPC数据。在客户端有两种方式获得服务器端的数据。一种是定时的主动去读取服务器上的值，另一种是同通过组对象的DataChange事件触发来获得，当服务器上的数据发生变化时，会触发DataChange事件，本项目中是采用主动读取的方式来获得数据的；

在每次关闭数据采集模块的时候，要释放OPCServer对象的组对象和项对象。因为每台OPCServer对连接点数是有限制的，如果不释放这些对象，会使连接点数积累而达到限制值。

3.2 数据库设计

系统采用ORACLE 数据库作为数据库服务器，数据库设计主要分为三个部分：

（1） 数据表部分

数据表分为系统表、数据抽取表、报表数据表三部分，其中系统表记录整个系统的相关信息，包括OPC配置信息表、OPC点信息表、数据总表、系统日志信息表等；数据抽取表分为小时数据抽取表、班数据抽取表，小时数据抽取表将数据总表中的数据每小时做一次平均、求和等处理后逐条记录，数据抽取表主要为日报表提供数据来源，班数据抽取表将小时数据表的数据每班做一次平均、求和等处理后逐条记录，为月报表、年报表提供数据来源；报表数据表是按照客户端所需报表的格式定义的数据表，将客户端报表的数据项与报表数据表对应的字段进行绑定，最终生成所需要的数据报表。

（2） 作业部分

数据库服务器中的作业按照指定的周期完成指定的命令，主要完成数据的定时抽取。如（1）中的小时数据抽取表、班数据抽取表都是依靠作业来定时完成的。

（3） 存储过程部分

在生成报表的时候，需要对基础数据进行平均、求和、求最值以及类似作业率、一级品率等相关计算，这些操作都是通过编写存储过程来完成的，通过存储过程处理形成最终的数据写入到对应的报表数据表中，采用存储过程完成这些计算速度更快性能更好，系統在客户端直接调用存储过程，形成最终的数据报表。

3.2客户端开发

系统的客户端是采用多层架构设计模式来实现的，实现动态创建不同的数据层对象接口。整个架构包括UI（表示层）、 BLL（业务逻辑层）、DAL（数据库访问层）、Model（模块层）四个软件层次模块。

各部分的具体功能如下：

（1）UI：表现层。人机交互界面，调用业务逻辑层的接口。

（2）BLL：业务逻辑层组件。调用接口实现数据层的访问。

（3） DAL：数据访问层，实现BLL中的接口，完成与数据库的数据操作。

（4）Model： 业务实体模型。数据库是关系型，不是面向对象的，要实现面向对象那就得把平面的表结合业务规则抽象成类。此层在各个层间传递参数。

4 结论

本文提出的报表管理系统是在Visual C#环境下，结合OPC通讯技术，数据库技术完成开发的。系统在上海某烧结厂运行使用，系统运行正常稳定，可以快速准确的生成生产报表，大大提高了管理者的工作效率，达到预期目的，有较大应用价值。