62 自动化 2003,27(3) 将各个硬件设备驱动程序和通信程序封装成独 OPC数据服务器：同时，现场设备通过特定的设备 立的OPC数据服务器，可独立运行或嵌入式运行， 驱动程序将数据传递给OPC数据服务器。OPC数 从而能够最大限度地挖掘硬件的潜力，提高驱动程 据服务器以服务器应用程序的形式分布在通过以太 序的性能。一方面，上层应用软件可以不关心硬件的 网连接的各个计算机内。包括监控主站在内的各类 性能特点：另一方面，由于硬件驱动和上层应用的相 OP℃客户端作为客户应用程序同样分布在通过以 对独立，硬件性能的变动不影响上层软件的使用，使 太网连接的各个计算机内。客户端和服务器的无缝 硬件可以在遵循OPC数据接口协议的基础上独立 连接通过微软公司开发的一项最新技术一组件对 升级，软件开发者将不必因硬件的特性改变或者增 象模型COM/DCOM来实现。OPC也是建立在这 加而重新改写驱动程序。同时，因为硬件驱动的 样的技术基础之上的。该技术使得服务器和客户端 OP℃数据服务器建立在上位机中，所以上层应用与 应用程序不仅可以在同台计算机上运行，在不同的 OPC服务器之间的数据交换关系是应用程序之间 计算机上通过以太网同样可以运行得很好，简化了 的数据交换关系，上层应用不需要包含各自的设备 远程调度的实现。监控主站通过OPC客户端接口与 驱动程序，这可以避免多个设备驱动程序同时存取 服务器建立的连接取得所需要的过程数据，经过计 可能引起的冲突。此外，硬件驱动程序封装成OP℃ 算，将计算出的控制输出也通过这样的连接送到现 服务器后，相对于上层应用软件的性能特征和通信 场设备中，实现监视与控制功能。从中也不难看出采 协议是不可见的，使硬件提供方的技术得到了保护。 用OPC技术可以给用户带来诸多益处[)：①硬件厂 使用OPC技术可以使监控系统模块化，开放性 商仅为客户提供在他们的应用中使用的软件组件 和重用性大为提高。上层应用作为OPC数据客户 集：②软件开发人员不必因为硬件特性的改变而重 端，可以不包含任何通信接口程序，不关心底层是什 写驱动程序：③客户在扩充和增加系统功能时有更 么硬件、硬件有什么特征以及与硬件如何进行通信 多的选择余地。 交换。只要遵循OPC数据接口协议，就能够从不同 的硬件厂商提供的OPC数据服务器中取得数据，从 3 应用前景 而实现数据的灵活配置和多种系统的真正集成。 OPC是一种提供“即插即用”软件技术的标准， 在此基础上，监控主站软件的设计和应用可以 它的出现使得工业自动化系统中的所有设备、系统 完全脱离下层接口硬件。监控软件被设计成整个监 和驱动程序可以自由地连接和通信。使用OPC技术 控系统框架中的一个OPC客户端的方式运行，如图 可以实现从过程控制到MIS及以上系统间的真正 2所示。 紧密连接和完全开放，它给工业计算机硬件和软件 带来的益处与标准打印机驱动程序给文字处理带来 当地监控主机 远程调度 OPC客户端楼口 的益处是一样的。近年来国外一批国际知名的控制 OPC客户嫩接可 以太臀 类公司如：ABB,AspenTech,Eurotherm,Foxboro, Honeywell,Siemens,Johnson-Yokogawa等都相继 OPC数据服务器 OPC数据服务器 宣布支持OPC标准。现在加入OPC基金会的工业 设备聚动程序A 设备里动程序B 自动化公司已达270多个，也取得了一定的成果， 制造商专用服务代码 制造商专用服务代码 如：US DATA公司的OPC友好插座及Intellution 硬件驱动 硬件聚动 的VisualBatch,FIXDynamics等组件产品，并且在 交 变 硬件接口 硬件接口 过程工业控制系统中取得了很好的应用效果。 现场总线A 现场总线B 我国的控制、仪器仪表行业在OPC标准的推广 1号开关柜 2号开关柜 号开关柜 2号开关柜 和应用方面相对落后。作为一项已经成型的控制领 控保 域软硬件接口的数据通信标准，OP℃技术尚未受到 魔制护 制创控 国内同行的重视。可喜的是，最近国内已经开始认识 到OPC技术的重要性，并且与OPC基金会合作于 图2基于OPC技术的监控主站结构示意图 2001年1月9日成立了OPC中国基金会。但是围 Fig.2 Structure of monitoring master station base on OPC technology 绕这一技术的产品在目前国产监控软件中几乎处于 空白状态，很多技术不得不引进国外垄断企业的产 从图2可以看出，监控主站软件的数据来源将 品。尤其要指出的是，变电站主站监控软件技术相对 不再是通过硬件驱动程序传递的过程数据，而是 落后，并且各类软件很难实现协同工作与互操作。从将各个硬件设备驱动程序和通信程序封装成独 立的 OPC 数据服务器, 可独立运行或嵌入式运行, 从而能够最大限度地挖掘硬件的潜力, 提高驱动程 序的性能,一方面, 上层应用软件可以不关心硬件的 性能特点; 另一方面, 由于硬件驱动和上层应用的相 对独立, 硬件性能的变动不影响上层软件的使用, 使 硬件可以在遵循 OPC 数据接口协议的基础上独立 升级, 软件开发者将不必因硬件的特性改变或者增 加 而 重 新 改 写 驱 动 程 序, 同 时, 因 为 硬 件 驱 动 的 OPC 数据服务器建立在上位机中, 所以上层应用与 OPC 服务器之间的数据交换关系是应用程序之间 的数据交换关系, 上层应用不需要包含各自的设备 驱动程序, 这可以避免多个设备驱动程序同时存取 可能引起的冲突, 此外, 硬件驱动程序封装成 OPC 服务器后, 相对于上层应用软件的性能特征和通信 协议是不可见的, 使硬件提供方的技术得到了保护, 使用 OPC 技术可以使监控系统模块化, 开放性 和重用性大为提高, 上层应用作为 OPC 数据客户 端, 可以不包含任何通信接口程序, 不关心底层是什 么硬件~ 硬件有什么特征以及与硬件如何进行通信 交换, 只要遵循 OPC 数据接口协议, 就能够从不同 的硬件厂商提供的 OPC 数据服务器中取得数据, 从 而实现数据的灵活配置和多种系统的真正集成, 在此基础上, 监控主站软件的设计和应用可以 完全脱离下层接口硬件, 监控软件被设计成整个监 控系统框架中的一个 OPC 客户端的方式运行, 如图 2 所示, 图 2 基于 OPC 技术的监控主站结构示意图 Fig. 2 Structure of monitoring master station base on OPC technology 从图 2 可以看出, 监控主站软件的数据来源将 不再是通过硬件驱动程 序 传 递 的 过 程 数 据, 而 是 OPC 数据服务器; 同时, 现场设备通过特定的设备 驱动程序将数据传递给 OPC 数据服务器, OPC 数 据服务器以服务器应用程序的形式分布在通过以太 网连接的各个计算机内, 包括监控主站在内的各类 OPC 客户端作为客户应用程序同样分布在通过以 太网连接的各个计算机内, 客户端和服务器的无缝 连接通过微软公司开发的一项最新技术 组件对 象模型 COM/DCOM 来实现, OPC 也是建立在这 样的技术基础之上的, 该技术使得服务器和客户端 应用程序不仅可以在同台计算机上运行, 在不同的 计算机上通过以太网同样可以运行得很好, 简化了 远程调度的实现, 监控主站通过 OPC 客户端接口与 服务器建立的连接取得所需要的过程数据, 经过计 算, 将计算出的控制输出也通过这样的连接送到现 场设备中, 实现监视与控制功能,从中也不难看出采 用 OPC 技术可以给用户带来诸多益处 5I : D硬件厂 商仅为客户提供在他们的应用中使用的软件组件 集; @软件开发人员不必因为硬件特性的改变而重 写驱动程序; 客户在扩充和增加系统功能时有更 多的选择余地, 3 应用前景 OPC 是一种提供 即插即用 软件技术的标准, 它的出现使得工业自动化系统中的所有设备~ 系统 和驱动程序可以自由地连接和通信, 使用 OPC 技术 可以实现从过程控制到 MIS 及以上系统间的真正 紧密连接和完全开放, 它给工业计算机硬件和软件 带来的益处与标准打印机驱动程序给文字处理带来 的益处是一样的, 近年来国外一批国际知名的控制 类公司如: ABB, AspenTech, Eurotherm, Foxboro, ~oneywell, Siemens, Johnson-Yokogawa 等都相继 宣布支持 OPC 标准, 现在加入 OPC 基金会的工业 自动化公司已达 270 多个, 也取得了一定的成果, 如: US DATA 公司的 OPC 友好插座及 Intellution 的 VisualBatch, FIXDynamics 等组件产品, 并且在 过程工业控制系统中取得了很好的应用效果, 我国的控制~ 仪器仪表行业在 OPC 标准的推广 和应用方面相对落后, 作为一项已经成型的控制领 域软硬件接口的数据通信标准, OPC 技术尚未受到 国内同行的重视,可喜的是, 最近国内已经开始认识 到 OPC 技术的重要性, 并且与 OPC 基金会合作于 2001 年 1 月 9 日成立了 OPC 中国基金会, 但是围 绕这一技术的产品在目前国产监控软件中几乎处于 空白状态, 很多技术不得不引进国外垄断企业的产 品,尤其要指出的是, 变电站主站监控软件技术相对 落后, 并且各类软件很难实现协同工作与互操作,从 62 200 , 27