VC環(huán)境下的OPC客戶端程序開發(fā)

1、VC環(huán)境下的OPC客戶端程序開發(fā)來源：中國論文下載中心     08-07-30 15:41:00     作者：趙健 師奕兵    編輯：studa0714Ads by Google 曙光刀片服務(wù)器TC2600支持Intel® Xeon® 5000系列處理器 高密度 高能效 易管理 低成本OPC Grape Seed ExtractSave 70% on our Premium Blend: Worldwide Shipping Quoted Upfro

2、ntwww.WholeHSapphireTrendPremier OPC Trending solution for realtime process control &  摘  要  本文通過分析OPC 數(shù)據(jù)訪問規(guī)范，介紹了有關(guān)OPC技術(shù)的基本概念、數(shù)據(jù)訪問方式以及編寫OPC客戶端接口程序的一般方法。同時給出了一個具體實(shí)例，用Visual C+編寫了一個OPC客戶端接口程序，并利用OPC服務(wù)器KEPServer對其進(jìn)行測試，實(shí)現(xiàn)了OPC客戶端與OPC服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換。     關(guān)鍵詞  OPC服務(wù)器；OPC客戶

3、端；COM技術(shù)1  引言    隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的快速發(fā)展，大范圍信息共享的需求在自動化系統(tǒng)中顯得越來越來越重要，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)已逐漸發(fā)展成為以現(xiàn)場設(shè)備層、過程控制層和中央管理層三個層次組成的系統(tǒng)，因而對其開放性也提出了更高的要求。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場設(shè)備之間以及現(xiàn)場設(shè)備與控制軟件之間的信息共享主要是通過驅(qū)動程序來實(shí)現(xiàn)的，不同廠家的設(shè)備使用不同的驅(qū)動程序，使得軟件開發(fā)商不得不開發(fā)大量驅(qū)動程序來連接這些設(shè)備，即使設(shè)備廠家在硬件上做小小的改動，應(yīng)用程序就可能重寫，這也勢必造成工業(yè)控制軟硬件的升級與維護(hù)不便，給用戶和軟件開發(fā)商帶來巨大

4、的工作負(fù)擔(dān)。同時，由于不同設(shè)備的驅(qū)動程序也有所不同，使得不同的應(yīng)用程序也不能同時訪問同一設(shè)備的數(shù)據(jù)，因此，需要制定一種統(tǒng)一開放的接口標(biāo)準(zhǔn)，使應(yīng)用程序能夠方便的存取一臺或多臺現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)，為不同廠商的軟硬件提供一種系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)交換的途徑。正是在自動化系統(tǒng)開放性要求的驅(qū)使下，促使了OPC技術(shù)的產(chǎn)生。2  OPC技術(shù)簡介    OPC(OLE for Process Control)是基于微軟公司的DNA(Distributed InterNet Application)構(gòu)架和COM (Component Object Model)/DCOM(Distri

5、buted COM)技術(shù)，根據(jù)易擴(kuò)展性而設(shè)計(jì)的，OPC規(guī)范定義了一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，這個標(biāo)準(zhǔn)使得COM技術(shù)適用于過程控制和制造自動化等應(yīng)用領(lǐng)域。OLE最初意思為對象鏈接與嵌入，是微軟的復(fù)合文檔技術(shù)。隨著后續(xù)版本OLE2中導(dǎo)入了COM技術(shù)之后，現(xiàn)在的OLE在原版的基礎(chǔ)上增加了更多新的功能，包括結(jié)構(gòu)化存儲、統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸和自動化等，它已經(jīng)成為獨(dú)立于計(jì)算機(jī)語言、操作系統(tǒng)甚至硬件平臺的一種規(guī)范，進(jìn)一步推廣了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念。OPC正是建立在OLE2規(guī)范之上，為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制。2.1  OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范    OPC規(guī)范是由世界主要的

6、自動化設(shè)備制造商、OPC基金會和微軟公司共同協(xié)商制定而成的，為不同廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)了接口標(biāo)準(zhǔn)化。它把硬件供應(yīng)商和軟件開發(fā)商分離開來，在設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)源和客戶之間架起了一座橋梁，為解決統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)問題提供了解決方案。這其中包括OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范(OPC DA)、OPC報警和事件規(guī)范(OPC AE)和OPC歷史數(shù)據(jù)訪問規(guī)范(OPC HDA)等，而OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范是最常用的規(guī)范之一。    通過對OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范的分析可知，在OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范中主要包括3類對象，分別是OPC Server、OPC Group和OPC Item。OPC服務(wù)器對象維護(hù)有

7、關(guān)服務(wù)器的信息并作為OPC組對象的包容器，能夠動態(tài)地創(chuàng)建和釋放組對象；OPC組對象除了維護(hù)有關(guān)自身的信息之外，還提供了包容OPC項(xiàng)的機(jī)制，從邏輯上管理OPC項(xiàng)。它提供了客戶組織數(shù)據(jù)的一種方法，客戶可以對其進(jìn)行讀寫，還可以設(shè)置客戶端的數(shù)據(jù)更新速率。當(dāng)服務(wù)器緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，OPC將向客戶發(fā)出通知，客戶得到通知后再進(jìn)行必要處理，而無需浪費(fèi)大量的時間進(jìn)行查詢；OPC項(xiàng)則表示了與OPC服務(wù)器的連接，它并不提供對外接口，客戶端不能直接對其進(jìn)行操作，而是通過組對象對其進(jìn)行操作的。圖1表示了這3類對象的相互關(guān)系以及它們與OPC客戶端程序之間的關(guān)系。圖1  OPC DA服務(wù)器對象與OPC D

8、A客戶端的對應(yīng)關(guān)系2.2  OPC數(shù)據(jù)訪問方式    OPC客戶端在對OPC服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時，可以選擇兩種不同的訪問方式，即同步訪問方式和異步訪問方式。其中同步訪問方式的實(shí)現(xiàn)相對簡單，OPC服務(wù)器將OPC應(yīng)用程序所要求得到的數(shù)據(jù)訪問結(jié)果作為方法引數(shù)返回給OPC應(yīng)用程序，此時OPC應(yīng)用程序一直處于等待狀態(tài)，直到結(jié)果被返回為止。當(dāng)客戶數(shù)目較少并且與服務(wù)器交互的數(shù)據(jù)量也較少的時候可以采用同步訪問方式。與此相對，異步訪問方式的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，OPC服務(wù)器接到OPC應(yīng)用程序的要求后，立即將方法引數(shù)返回，OPC應(yīng)用程序隨后可以進(jìn)行其它處理。當(dāng)OPC服務(wù)器完成數(shù)據(jù)訪

9、問時，觸發(fā)OPC應(yīng)用程序的異步訪問完成事件，將數(shù)據(jù)訪問結(jié)果傳送給OPC應(yīng)用程序，OPC應(yīng)用程序在VC的事件處理程序中接收從OPC服務(wù)器傳來的數(shù)據(jù)。當(dāng)有大量客戶和大量數(shù)據(jù)交互時，異步訪問方式的效率更高，能夠避免客戶數(shù)據(jù)請求的阻塞，從而最大限度的節(jié)省CPU和網(wǎng)絡(luò)資源。圖2和圖3分別表示了兩種數(shù)據(jù)訪問方式的處理過程。圖2  同步數(shù)據(jù)訪問處理 圖3  異步數(shù)據(jù)訪問處理3  VC環(huán)境下OPC客戶端程序設(shè)計(jì)    OPC客戶端程序在設(shè)計(jì)時需要遵守OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范，實(shí)現(xiàn)規(guī)范所規(guī)定的全部必需接口。同時，客戶端模塊需要有獨(dú)立的設(shè)備連接界面和監(jiān)控運(yùn)行界

10、面，并能夠支持多服務(wù)器的連接。下面詳細(xì)介紹VC環(huán)境下的OPC客戶端程序開發(fā)步驟，并給出關(guān)鍵源代碼：    (1)包含OPC頭文件。首先創(chuàng)建新的工程，編輯StdAfx.h文件，加載opcda.h、opccomn.h、opcerrors.h、opcprops.h、opcquality.h以及opcda_i.c、opccomn_i.c文件。    (2)初始化COM庫。由于OPC是基于COM技術(shù)制定的，所以在使用接口類之前必須首先使用CoInitialize(NULL)函數(shù)對COM庫進(jìn)行初始化，如果成功，函數(shù)返回值等于S_ OK。 

11、;   HRESULT h1；    h1=CoInitialize(NULL)；    if(h1!=S_OK)    return(FAUSE)；    (3)通過OPC服務(wù)器的ProgID查詢注冊表中相關(guān)CLSID。每個COM服務(wù)器都有一個字符串型的ProgID，通過ProgID可以得到全球惟一的CLSID，使用CLSIDFromProgID( )函數(shù)實(shí)現(xiàn)ProgID到CLSID的轉(zhuǎn)換。    h1=CLSIDFromP

12、rogID(ProgID，&CLSID)；    (4)連接OPC服務(wù)器，查詢對象的IID_IOPCServer接口。在連接OPC服務(wù)器前，OPC客戶端需要事先指定計(jì)算機(jī)名和OPC數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器名，建立連接后，創(chuàng)建OPC組并添加OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)。    h1=CoCreateInstance(clsid，NULL，CLSCTX_ LOCAL_ SERVER，IID_IOPCServer，(void*)&m_OPCServer)；    (5)創(chuàng)建OPC組，查詢IOPCItemMgt接口。IOP

13、CServer接口的AddGroup()方法可以創(chuàng)建一個有指定名稱和屬性的OPC組。    h1=m_IOPCServer->AddGroup(L，” ”，TRUE，800，111，&TimeBias，&PercentDeadBand，LOCAL_ID，& m_ GrpSrvHandle，&RevisedUpdateRate，IID_IOPCItemMgt，(LPUNKNOWN*)m_IOPCItemMgt)；    (6)添加OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)。使用IOPCItemMgt接口的AddItem()方法可

14、以添加具有特殊屬性的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)項(xiàng)。    pOPCItemMgt->AddItems(ItemNumber，ItemArray，(OPCITEMRESULT*)&pItemResult，(HRESULT *) & pErrors)；    (7)OPC的數(shù)據(jù)項(xiàng)讀寫。對OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)的讀寫可以有同步與異步之分，對于大量的數(shù)據(jù)傳輸，異步是更佳的選擇，但對少量的數(shù)據(jù)傳輸，同步表現(xiàn)得更好。本程序采用異步訪問方式，需要指向IOPCAsyncIO2指針。h1=m_IOPCItemMgt->QueryInte

15、rface(IID_IOPCAsyncIO2，(void*)&m_IOPCAsyncIO2)；void CAsynOPCDlg：OnRead ( ) 實(shí)現(xiàn)異步讀數(shù)據(jù)。h1=m_IOPCAsyncIO2->Read(1，phServer，1，&dwCancelID，&pErrors)；    delete phServer；    void CAsynOPCDlg：OnWrite( ) 實(shí)現(xiàn)異步寫數(shù)據(jù)。h1=m_IOPCAsyncIO2->Write(1，phServer，values，2，&

16、dwCancelID，&pErrors)；    delete phServer；    (8)OPC連接斷開，釋放接口指針。當(dāng)程序退出或停止服務(wù)器時，依次刪除Item(RemoveItems)、Group(RemoveGroups)，釋放資源。 void CAsynOPCDlg：OnStop( ) 停止服務(wù)器。h1=m_IOPCItemMgt->RemoveItems(1，phServer，&pErrors)；刪除Items。h1=m_IOPCServer->RemoveGroup(m_GrpSrvHandle，TRUE)；刪除Group。m_IOPCServer->Release( )；釋放服務(wù)器。m_IOPCServer=NULL；CoUninitialize( )；關(guān)閉COM庫。圖4  OPC客戶端程序    使用OPC技術(shù)之后，我們就可以通過OPC客戶端直接訪問由硬件供應(yīng)商提供的OPC服務(wù)器，從而達(dá)到直接獲取現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的目的。圖4顯示的即是基于VC開發(fā)的OPC客戶端程序?qū)PC服務(wù)器KEPS