基于OPC技术的工业通讯应用

杜赟萌

摘 要：OPC技术以其高效灵活的数据交换方式以及获取方式脱颖而出，这种技术能够为软硬件开发商带来效益、为用户带来利益，所以该技术具有广阔的发展空间。使用这种技术，可以实现多个现场总线控制系统的可相互操作性，且可以对多现场控制系统起到优化作用，这必将有力促进系统应用程序灵活性的提升和工业控制设备之间数据读写效率的提高，为现代工业控制软件注入新的活力。

关键词：数据;开放性;计算机技术;操作性;OPC

1 绪论

OPC技术适时的出现为Windows应用程序与现场过程控制应用之间构建来桥梁。受现场设备种类繁多的影响，且各产品均在不断进行升级，这样的工作往往会造成用户和软件开发商的困扰。一种高效集成、可靠性高、可操作性强即插即用的设备驱动程序来满足不断发展的需求。OPC技术采用客户服务模式，这种模式的出现为工业自动化软件开发提供了统一的标准，使用这项标准后，硬件开发商将可为自己的硬件产品开发统一的OPC接口程序，而软件开发者则可免除开发驱动程序的工作任务，充分发挥自身的软件特长，把所有的精力都致力于核心产品开发。控制技术在不断发展、计算机技术日益进步与之相应的网络通讯技术必须适应时代的发展需求，OPC技术应用在工业环境中进行控制、通讯的技术越来越成熟，该技术可在不同控制系统和不同数据监控软件之间进行数据的通信。

2 OPC的工作原理与技术实现

OPC技术主要采用客户端服务器的模式，该模式是在客户端和服务器两端都定义符合OPC标准的统一接口，这种接口特性稳定。接口对同服务器间的客户通信机制进行来明确定义，这种借口是连接同服务器之间的纽带，接口由设备厂家或第三方进行开发。客户科研通过标准的OPC接口实现软件与服务器之间的数据交换。若OPC客户端需要进行服务器访问时，服务器程序就会自动为该客户端打开一个进程，此时主要会出现三种情形：当Server设置为仅允许一个用户进行访问时，一旦有一个用户正在访问，那么其它用户将无法进行访问，只能等访问用户退出访问，其他用户才可以进入;若Server设置为允许多个用户同时进行访问，随着访问用户不断增加，会占用更多计算机资源，此时访问速度受随之受到影响;除此之外，OPC Server还会出现硬件抢占的问题，就拿串口来说，当某一个用户使用了该串口，其它用户就无法对该串口进行使用。在设计客户端接口程序时，就必须针对释放接口进行函数的设计，不然当OPC客户端用户退出与服务器的连接的时候，服务器上与之相对应的进程也不会进行关闭，它将会持续占用服务器的有限系统资源，造成资源无故的占用。该系统这样设计的目的主要是通过OPC接口实现方便地与前端设备进行信息和数据相互交换，此外为了保证交换数据的安全性，通常会使用报文进行加解密的处理。

3 OPC技术对工业控制系统应用与影响

3.1 OPC技术可了开发驱动程序不通用的问题

计算机技术一直在跟随时代的变化而不断发展，用户对于计算机的需求的日益升高，工业控制系统所能实现的功能也日渐强大，控制系统的结构更是日趋复杂，系统所形成的规模逐渐强大，在实际工业生产中若想构建一套完整的工业控制系统，常常要对多家不同公司的生产的控制设备或研发的系统进行集成，才能实现功能的完善，但受没有统一标准的影响，设备及软件的使用单位必须对每一个设备都予以编写与之相对的驱动程序，工作量巨大。如遇硬件设备升级或对其进行修改，与之相对的驱动程序也必须进行修改，给使用带来不便。OPC则具有统一的、标准的接口，硬件供应商可以提供符合OPC技术的程序，使用单位技术人员只要随之编写一个接口程序，用户就能方便地对设备进行选型、功能扩充等操作，且只要提供OPC的支持，系统中所有的数据都能通过OPC接口进行交换。

3.2 OPC能在总线系统中进行异构网之间数据交换

在工业生产中现场总线系统还经常有多种总线并存的情况发生，故系统集成如何与异构网段之间的数据进行交换仍是重要问题。如果用OPC作为中间件进行异构网段的集成，只需每个总线段各自提供相应的OPC服务器，那么任意一个OPC客户端，都可以通过软件、一致的OPC接口对这些OPC服务器进行访问;这样就能很好地实现异构总线段之间的数据交换。即使其中某个总线的协议进行了版本升级，也只需对与之相对应程序和总线进行升级操作，就可完成。

3.3 访问专有数据可用OPC作为中间件

在實际应用当中，控制软件一般都会采用其专有的实时或历史数据库进行数据计算与存储，所以对这些数据库进行访问就不会像访问通用数据库那么简单，我们一般需要通过开发商提供的函数或其它特殊的方式进行数据调用，但是不同的开发商所提供的函数通常是不一样的，如果要对多个软件的专有数据库进行数据访问，就必须随之编写多个不同的函数代码，这样的操作显然操作起来十分复杂。而使用OPC则能很好的解决掉这个问题，只要专有数据库的开发者在提供相应数据库的同时，再提供一个可以对该数据库的OPC服务器进行访问的函数，那样用户需要访问时，无需对该专有数据库特定的接口要求进行了解，使用者只要按照OPC规范的要求，对OPC客户端进行程序编写，就可以实现对该数据库服务器的访问。

3.4 OPC可以对不同的数据进行集成

当今时代网络化是控制系统发展的重要趋势之一，而控制系统内部需采用网络技术进行连接，一个控制系统与另一个控制系统之间的连接也需用网络实现，以便进行大系统的组成，如果想实现整个控制系统进入该企业管理系统，那么也必须进行网络连接才能实现。在实际应用中控制系统一般来说只是整个企业网当中的一个子网络，在实现企业网络集成的过程中，OPC也必将发挥它的重要作用。企业信息的内部集成的过程中，OPC可以作为连接件，提供了方便的信息流通和交换。OPC使控制系统的功能得到了巨大提升，使网络的功能得到了增强，间接提升了企业的管理水平。

4 结语

OPC作为一项日益成熟技术逐渐得到各大厂商的青睐，访问的接口统一，使工业控制系统不断走向集成和共享，用户能够从中得到更多的方便，为工业自动控制领域融入了勃勃生机。