应用COM开发OPC DA服务器

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3.0 高德中 2024-11-19 5 4 1.48MB 83 页 15积分
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COM OPC DA
摘 要
OPC (OLE for Process Control) 一种通用工业控制标准,是由世界上领先的
自动化软硬件厂商与微软公司合作,所制定的一套标准的接口协议。OPC 技术主
要是为了解决由于设备驱动的非共享性,导致的应用程序难以同时与所有设备
行通讯而提出的,它将软件应用程序开发与硬件设备提供商分离开来,两部分
司其职,以 OPC 技术为中间件,同时提升了双方的工作效率,并从整体上优化了
典型工业控制系统兼容性差,数据传输效率低的情况,也进一步提高了系统的
成性。OPC 技术代表了今后过程控制系统发展的主方向。
本文OPC 据访 (OPC Data Access Specification)
可重用的 OPC DA 服务器来访问底层的硬件,并将数据以 OPC 接口的方式提供给
任何支持 OPC 规范的客户应用软件,使得客户能通过统一的数据访问标准来访问
不同厂商的硬件设备,方便系统的集成。
OPC DA 服务发是COM (Component Object Model) 的。
根据 COM 技术的原理,分析研究了 COM 对象的创建、实现、注册等方法,并详
细论述了基于 COM 技术的 OPC DA 服务器的开发原理和实现过程,提出了 OPC
DA 服务软件各对关系各对口的
法。通过研究 OPC DA 的通信机制,阐述了 OPC DA 规范中以数据通报和连接点
为核心技术的两种不同的异步数据交换机制并付诸于具体实现。
本文根据实际开发所碰到的问题,给出了各接口实现过程中所需要注意的
项,考虑到 OPC DA 服务器的向下兼容性,同时实现了 OPC 1.0 OPC 2.0 异步
数据交换接口,分析了其中的工作原理以及回调函数的作用,完成了 OPC DA
务器与客户端的双向通信。
本文最后使用标准 OPC 客户端对 OPC DA 服务器的整体实现情况进行了测试
根据 OPC DA 规范的标准,对对象管理以及同步、异步数据交换的测试结果进行
了评估。
OPC COM 访
问规范 异步数据交换 连接点技术
ABSTRACT
OPC (OLE for Process Control) is a kind of general criterion of industrial control.
It’s a standard protocol of interface which is made by the one-up automatism software
and hardware corporations in the world. Because the drivers of devices can’t be shared
each other, the OPC technology is put forward to solve the problem and let the
applications can communicate with all the devices. It separates the development of
software applications from the hardware device providers. The two separated parts
perform their respective roles and advance their working efficiency with the OPC
technology as a middle component. The OPC technology optimizes the classic industrial
control system in the whole with the situation of poor compatibility and low efficiency
in data transmission, and improves the system integration further. It represents the main
development aspect of the process control system in the future.
This paper mainly develops a reusable OPC DA Server to access the bottom
hardware through researching the OPC Data Access Specification, and provides the data
in the way of OPC interfaces to the application software which support the OPC
specification so as to let the Clients access the different devices with a uniform data
access criterion and make the system integrate conveniently.
COM (Component Object Model) is the basis of developing the OPC DA Server.
According to the principles of the COM technology, this paper researches the methods
of creating, realizing and registering the COM object, and discusses the development
principles and realization process of the OPC DA Server which base on the COM
technology in detail. The paper also puts forward to the software structure of the OPC
DA Server and the hiberarchy of the objects, and offers the realization methods of the
main interfaces of each object. Through researching the communication mechanism of
the OPC, this paper sets forth two different asynchronous data exchange mechanisms
mainly with the data message and the connection point as the internal technologies in
the OPC DA Specification and realize them.
According to the problems got in practice, this paper describes the events need to
be noticed in the realization process. Considering the compatibility of the OPC DA
Server, the asynchronous data exchange interfaces of OPC 1.0 and OPC 2.0 are realized
at one time. This paper analyzes the working principles and the operations of the
callback functions of them and achieves the bidirectional communication between the
OPC DA Server and Client.
At last, this paper uses the standard OPC Clients to test the whole realization
situation of the OPC DA Server, and evaluates the test results of the objects
management, synchronous and asynchronous data exchange with the OPC DA
Specification.
Key Words: OPC Server, industrial control criterion, middle
component, COM technology, Data Access Specification, asynchronous
data exchange, connection point technology
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪 论..........................................................................................................1
§1.1 OPC 概述....................................................................................................1
§1.1.1 控制系统现状....................................................................................1
§1.1.2 OPC 技术发展现状...........................................................................2
§1.1.3 OPC 规范简介...................................................................................3
§1.2 课题研究内容及意义...................................................................................3
§1.2.1 问题的提出........................................................................................3
§1.2.2 主要研究内容....................................................................................4
§1.2.3 研究的意义........................................................................................5
§1.2.4 论文结构............................................................................................5
第二章 OPC 规范.....................................................................................................7
§2.1 OPC 技术发展过程......................................................................................7
§2.2 OPC DA 规范的内容...................................................................................8
§2.2.1 OPC Server 对象结构......................................................................8
§2.2.2 OPC Group 对象结构......................................................................9
§2.2.3 OPC 通信的基本架构...................................................................10
第三章 COM 技术..................................................................................................12
§3.1 COM 特性及其与 OPC 的关系...............................................................12
§3.2 COM 对象和接口.....................................................................................13
§3.2.1 COM 对象......................................................................................13
§3.2.2 COM 接口......................................................................................15
§3.2.3 COM 接口的原则..........................................................................17
§3.3 COM 中的通信机制.................................................................................18
§3.3.1 可连接对象的双向通信机制........................................................18
§3.3.2 数据通报的双向通信机制............................................................21
§3.3.3 DCOM 技术...................................................................................22
§3.4 COM 组件的开发方式.............................................................................24
§3.4.1 COM 组件开发方式比较..............................................................24
§3.4.2 ATL COM 技术的支持.............................................................25
第四章 OPC DA 服务器规划设计........................................................................28
§4.1 OPC DA 服务器结构...............................................................................28
§4.2 OPC DA 通信机制...................................................................................28
§4.2.1 数据访问方法................................................................................29
§4.2.2 数据传送方式................................................................................30
§4.3 活动状态和数据源对数据获取的影响....................................................33
§4.3.1 IOPCSyncIO..................................................................................33
§4.3.2 IOPCAsyncIO................................................................................33
§4.3.3 经由 IDataObject 订阅数据...........................................................34
§4.3.4 IOPCAsyncIO2..............................................................................34
§4.3.5 经由 IOPCDataCallback 订阅数据...............................................35
§4.4 OPC DA 服务器接口方法.......................................................................35
OPC DA 服务器程序实现........................................................................40
§5.1 OPC 服务器端 DA 规范内容的实现.......................................................40
§5.1.1 服务器组件对象的创建................................................................40
§5.1.2 服务器注册....................................................................................41
§5.1.3 OPC 服务器 DA 接口的实现........................................................43
§5.2 OPC DA 服务器与以太网网关的通信...................................................54
OPC DA 服务器的测试............................................................................56
§6.1 服务器测试的软、硬件环境...................................................................56
§6.2 服务器通用性测试...................................................................................56
§6.3 服务器组和项的管理测试.......................................................................58
§6.4 数据同步读写测试...................................................................................60
§6.5 数据异步读写测试...................................................................................61
§6.5.1 数据异步 1.0 读写测试................................................................62
§6.5.2 数据异步 2.0 读写测试................................................................63
与展..................................................................................................................65
..........................................................................................................................67
考文......................................................................................................................80
第一章 绪论
第一章 绪 论
§1.1 OPC概述
§1.1.1 控制系统现状
的工业控制中,各种器、表、PLC以及单片机等设备是通过通信
协议与计机进行通讯的。而,随着机控制系统的不发展,由于缺乏统一
的工业控制标准,成不同厂商的设备乃至不同型的设备与计机的通讯过程
中使用的协议有所不同,这就给开发设备驱动程序来了极大的不便以及大量
性的开发工作。有时,设备厂商仅仅对设备了一些小小动,驱动程序
可能需要重写;此外,由于设备的多样性,技术上也到同时对不同的一
设备进行访问来优化作。虽然众多设备厂商也断尝解决个问题,
由于不同客户有不同需,而且存在很多不同的数据传输协议,因此收微。
从程序设计角度,由于不同的语言对驱动程序的接口也有不同的要
因此每一个对不同客户开发的应用程序与数据源进行数据交换的时,通
常都会根据不同的硬件设备用不同的驱动程序来提供软硬件间的通讯,这就会
来一问题
1多少硬件设备就会多少驱动程序
2系统包含的硬件设备越多,则负责通信的模块越多,使用到的驱动也
越多这在无形就极大地限制了系统今后的升换代
3由于驱动程序一不能共享使用,因此,不同的应用程序通不能同时访
问同一个硬件设备
随着机软件的发展,种情况有所改观,高级语言函数的用,
定程上实现了源共享,其是向对象开发方法的应用,使得我们可以用开
语言继承等方式来大量重用源代但这些只是对源代的重用而不是对可
行文件的重用,所以并在真正意义上实现源的共享。此外,由于对模块
类库修改往往引发所有该类库模块修改因此难以对
进行升。同时,为一种语言开发的类库以及函数库都不能为其他语言所用,
在很大制了软件的重用。
常见DSC (Distributed Control System) 系统为系统实现了机接口
通信以及数据理等在网络上的分,同时将一个系统划分为各个系统,
低了系统的复杂改善了系统的性能,减少了开发周期维护费用,由于系
统中各个硬件设备与计机的通信协议成统一的标准,因此难以将不同的软
硬件进行有效的集成,也难以在真正意义上实现软件的共享。为了使工业控制计
环境中的各个数据源间能够灵进行通信,制出一种能有效进行数据访问和
管理的开标准就显为关和重要了。
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摘要:

应用COM开发OPCDA服务器摘要OPC(OLEforProcessControl)是一种通用工业控制标准,是由世界上领先的自动化软硬件厂商与微软公司合作,所制定的一套标准的接口协议。OPC技术主要是为了解决由于设备驱动的非共享性,导致的应用程序难以同时与所有设备进行通讯而提出的,它将软件应用程序开发与硬件设备提供商分离开来,两部分各司其职,以OPC技术为中间件,同时提升了双方的工作效率,并从整体上优化了典型工业控制系统兼容性差,数据传输效率低的情况,也进一步提高了系统的集成性。OPC技术代表了今后过程控制系统发展的主方向。本文通过研究OPC数据访问规范(OPCDataAccessSpecif...

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