摘 要：本文詳細(xì)介紹了OPC的各種特性，和使用c#開(kāi)發(fā)OPC Client的具體過(guò)程以及在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：OPC c# DCOM

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0033-02

1 OPC和C#概述

1.1 OPC概述

OPC（OLE for Process Control）是一種利用微軟的 COM/DCOM 技術(shù)來(lái)達(dá)成自動(dòng)化控制的協(xié)議，根據(jù) OPC Specification 的定義，OPC is "a standard mechanism for communicating to numerous data sources， either devices on the factory floor， or a database in a control room."

現(xiàn)代化企業(yè)中自動(dòng)化程度越來(lái)越高，數(shù)據(jù)量也在成倍增長(zhǎng)，為了能夠充分利用這些數(shù)據(jù)，發(fā)展出了ERP/MES等信息化系統(tǒng)，這些系統(tǒng)架構(gòu)大體如圖1。

OPC協(xié)議做為一種通訊轉(zhuǎn)換協(xié)議，介于下層控制系統(tǒng)與上層軟件之間；它隱藏下層系統(tǒng)的不同，為上層的數(shù)據(jù)應(yīng)用提供一個(gè)統(tǒng)一的接口，使得上層軟件在數(shù)據(jù)集成時(shí)，無(wú)需考慮下層控制系統(tǒng)的協(xié)議和實(shí)現(xiàn)方式，只要符合OPC客戶(hù)端的接口規(guī)范即可，這大大節(jié)省了上層軟件在數(shù)據(jù)集成方面的工作。

OPC發(fā)展至今已有1.0、2.0、3.0等幾個(gè)版本，在目前工業(yè)自動(dòng)化中以2.0使用最為廣泛。

1.2 C#概述

C#（念法：C Sharp，音標(biāo)[∫a：p]）是微軟公司在2000年6月發(fā)布的一種新的編程語(yǔ)言，并在微軟職業(yè)開(kāi)發(fā)者論壇（PDC）上登臺(tái)亮相。C#是微軟公司研究員Anders Hejlsberg的研究成果。C#看起來(lái)與Java有著驚人的相似；但是C#與Java也有著明顯的不同，它借鑒了Delphi的一個(gè)特點(diǎn)，與COM（組件對(duì)象模型）是直接集成的，而且它是微軟公司.NET windows網(wǎng)絡(luò)框架的主角。

C#旨在設(shè)計(jì)成為一種“簡(jiǎn)單、現(xiàn)代、通用”，以及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。此種語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)提供對(duì)于以下軟件工程要素的支持：強(qiáng)類(lèi)型檢查、數(shù)組維度檢查、未初始化的變量引用檢測(cè)、自動(dòng)垃圾收集（Garbage Collection，指一種自動(dòng)內(nèi)存釋放技術(shù)）。軟件必須做到強(qiáng)大、持久，并具有較強(qiáng)的編程生產(chǎn)力。

C#適合為獨(dú)立和嵌入式的系統(tǒng)編寫(xiě)程序，從使用復(fù)雜操作系統(tǒng)的大型系統(tǒng)到特定應(yīng)用的小型系統(tǒng)均適用。

2 使用C#開(kāi)發(fā)OPC Client

2.1 OPC工作原理

OPC技術(shù)是基于微軟的COM/DCOM技術(shù)的，COM是一種發(fā)展軟件組件的方法，所謂組件，是指一個(gè)可以提供給其它組件或程序服務(wù)的二進(jìn)制可執(zhí)行程序。每一個(gè)開(kāi)發(fā)好的COM組件就像一塊積木，在開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序時(shí)，你可以選擇合適的組件來(lái)組成你的應(yīng)用程序，而不需要從頭開(kāi)發(fā)所有的源代碼。為使用組件的功能，每個(gè)COM組件都提供了一系列的接口，使用者通過(guò)這些接口，傳遞相應(yīng)的參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

OPC基于COM技術(shù)，在OPC的規(guī)格中定義了使用所需要的接口；OPC客戶(hù)端通過(guò)這些接口，連接到OPC Server以采取數(shù)據(jù)。這就是OPC Server/Client的運(yùn)行方式。（如圖2）

OPC Server透過(guò)一組一組的接口提供服務(wù)，在實(shí)際應(yīng)用中，OPC Server共分為三層：分別是OPCServer，OPCGroup，和OPCItem。

OPCItem即對(duì)應(yīng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一個(gè)點(diǎn)，包括外部點(diǎn)或系統(tǒng)內(nèi)部點(diǎn)，可以是模擬量也可以是開(kāi)關(guān)量；OPCGroup是OPCItem的一個(gè)集合，這個(gè)集合中一般包含了同一類(lèi)型的OPCItem；而OPCServer則是OPCGroup的集合，它包含一個(gè)或多個(gè)OPCGroup。

2.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

首先，需要在c#中添加對(duì)OPC自動(dòng)化接口OPCAutomation的引用，該文件是OPC基金會(huì)提供的OPC自動(dòng)化接口標(biāo)準(zhǔn)文件。只有在引用該文件后，方可在c#中對(duì)OPC接口進(jìn)行訪問(wèn)。

在定義完這些對(duì)象后，下面就需要進(jìn)行連接OPC Server了。要連接到OPC Server，需要首先查看要連接的OPC Server所在計(jì)算機(jī)的IP地址以及在該計(jì)算機(jī)上注冊(cè)的名稱(chēng)；OPCServer注冊(cè)名稱(chēng)的查看方法是在運(yùn)行中輸入“DCOMCNFG”—“組件服務(wù)”—“計(jì)算機(jī)”—“我的電腦”—“DCOM配置”下查找，也可以通過(guò)OPCServer的供應(yīng)商找到。例如西門(mén)子WinCC中的OPCServer的注冊(cè)名稱(chēng)是OPCServer.WinCC；和利時(shí)MACSV系統(tǒng)的OPCServer的注冊(cè)名稱(chēng)是Hollysys.MacsOPCSvr.1。

在明確了要連接的OPCServer的注冊(cè)名稱(chēng)及所在的計(jì)算機(jī)的IP地址后，我們就可以使用。

當(dāng)OPCServer端的Item的數(shù)值產(chǎn)生變化時(shí)，將會(huì)以Group1_DataChange（）事件來(lái)通知Client，同時(shí)將發(fā)生變化的Item的個(gè)數(shù)、變化的數(shù)值、時(shí)間標(biāo)簽、客戶(hù)端句柄等信息發(fā)回，用戶(hù)可在該事件中對(duì)變化的數(shù)值進(jìn)行處理。

這是稱(chēng)之為異步讀的方式，還有一種同步讀取數(shù)據(jù)的方式，如以下代碼所示： Group1.OPCItems.Item（i）.Read（1， out Value， out Quality， out TimeStamp）

這句代碼就是以同步讀取方式的方式將Item（i）的值、數(shù)據(jù)質(zhì)量和事件標(biāo)簽從OPCServer端讀取出來(lái)。

2.3 DCOM配置

因?yàn)镺PC是基于微軟的COM技術(shù)，如果OPC Server和Client不在同一個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)，就需要對(duì)Server和Client所在的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別做DCOM設(shè)置，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，否則Client將不能正常訪問(wèn)到Server。

配置DCOM，依據(jù)系統(tǒng)的不同需要做不同的配置。但是通用的原則是在Server和Client所在的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上首先需要保證能夠互相訪問(wèn)到共享文件夾，然后在各自的計(jì)算機(jī)上增加一個(gè)密碼不為空，并且用戶(hù)名和密碼都相同的用戶(hù)。另外需要在DCOM配置屬性中添加上everyone的訪問(wèn)權(quán)限，以實(shí)現(xiàn)Client的連接。同時(shí)需要注意的是，如果已啟用防火墻軟件，則需要在所有的防火墻中添加例外，防止防火墻對(duì)OPC的阻塞。

3 結(jié)語(yǔ)

使用c#開(kāi)發(fā)OPC Client相比其它工具而言，比較方便而且快捷，而且在穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)讀取的速度上，也有不小的優(yōu)勢(shì)。我們開(kāi)發(fā)的這個(gè)Client，通過(guò)在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，已經(jīng)完全證實(shí)了其可靠性，并且實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Client同時(shí)讀取四個(gè)不同的OPCServer，總點(diǎn)數(shù)大概5000點(diǎn)的項(xiàng)目。

OPC依靠它自身的功能和簡(jiǎn)便，使其迅速發(fā)展壯大，并占據(jù)了主流的位置，今后對(duì)于OPC的應(yīng)用，將會(huì)越來(lái)越多，越來(lái)越普遍。