2023学年完整公开课版OPC设备

天工组态Version4.2第十七章OPC设备随着工业自动化技术的发展，工业现场的控制设备和种类也越来越多，因此软件生产商不得不为如此众多的硬件设备分别开发一个驱动程序，以满足每一种硬件设备的需要，并且一旦硬件设备有一个小小的改动，软件生产商就得修改软件。另一个方面，由于用户的不同需要和数据传输协议的不同，硬件厂商也不得不制造各种型号的硬件以满足用户的需要。这样重复作业就造成了严重的人力物力的浪费。OPC为上述问题的解决提供了一个有效的方案。一、OPC概述OPC即OLEforＰrocessControl的缩写，它把OLE标准成功的应用到工业控制领域，并提供了一套标准的数据访问机制。所谓OLE原指对象链接和嵌入，现在已经成为独立天工组态Version4.2于计算机语言、操作系统乃至硬件平台之外的一种规范，它包容了统一数据传输、结构化存储和自动化等特征。OPC包括OPC服务器和OPC客户两部分。其根本意义在于硬件厂商和软件开发商之间建立了一套数据交换规则，只要遵循该规则，数据交换对软硬双方来说是通明的，硬件厂商无须考虑软件程序的多种需要和传输协议，软件厂商也没有必要了解硬件设备的具体设置和操作过程。OPC的优越性主要表现在以下几个方面：1、硬件厂商只需提供一套OPCServer程序组，无需考虑工程人员的实际需要。2、软件开发商只需提供一个OPCClient程序组，无需开发大量的驱动程序。OPC扩展了设备的概念，只要符合OPC标准，OPC服务器和OPC客户之间就能进行数天工组态Version4.2据交换，而无需了解设备是PLC还是智能仪表，甚至符合该标准的数据库也同样可以和OPC数据客户进行数据交换。二、基本概念17．2．1OPC服务器的组成OPC服务器是硬件生产商提供的程序组，它由三个层次对象对象组成，包括服务器（Server）、组（Group）、数据项（Item）。其中：服务器（Server），涵盖OPC服务器所有的信息，它下属许多“组”。组对象（Group），涵盖本组所有信息，它下属许多“数据项”并且这些数据项之间有一定的逻辑关系。它实际上是为客户提供了组织数据的一种方法，客户可对之进行天工组态Version4.2读写，并能设置客户端的数据更新频率。当服务器缓冲区内的数据发生改变时，OPC将向客户发出通知，客户得到通知后再进行数据处理，而无须需浪费大量的时间进行查询。OPC的“组对象”分两种即公共组和局部组。所谓公共组是指由多个客户共有的组对象，而局部组只属于某一个客户对象。通常一个客户端和服务器之间的连接只需要定义一个组对象。数据项（Item），是指服务器端定义的对象，通常指向设备的某个寄存器单元。OPC客户端对设备寄存器的操作是通过其数据项来实现的，数据项并不提供对外接口，客户不能直接对其进行操作，所有操作都是通过组对象进行的。每个数据项的数据结构包括三个成员变量，即数据值、数据变量、时间戳。应当注意，天工组态Version4.2数据项不是数据源，它仅仅表示该数据项指向某个数据源，因为无论是否定义数据项，数据源都是客观存在的。对数据项的操作应遵循如下步骤：1）通过服务器对象的接口列出服务器端定义的所有数据项。2）把要操作的数据项加入到客户端定义的组对象中。3）通过组对象对数据项进行读写操作。2、OPC体系结构OPC接口包括“COM接口”和“自动化接口”两种方案，其中COM接口效率高，客户能最大程度的发挥OPC服务器的性能，采用C++语言的客户一般采用COM接口方案。采用VB语言的用户通常采用自动化接口，它使用解释行语句和宏语言访问OPC服务器天工组态Version4.2成为可能，从而使编写客户应用程序变的简单起来。但是用自动化接口编写的客户应用程序在运行时需进行类型检查，这又大大牺牲了程序的运行速度。OPC服务器本身是一个可执行程序，它一般提供一个COM接口，但是OPC服务器供应商不一定实现自动化接口。它以设定的速度不断的同物理设备进行数据交换。数据缓冲区是服务器中存放最新数据值、数据质量戳和时间戳的区域。时间戳是标明服务器最近一次从设备中读取数据的时间。服务器不停的对设备的寄存器进行读取，因此即使数据值和时间戳都没有改变，时间戳也会定时更新。OPC体系结构示意图如下：天工组态Version4.2数据交换方式OPC客户和OPC服务器之间的数据交换包括“同步交换”、“异步交换”两种方式。同步数据交换方式，本方式实现起来较为简单，只有当客户端个数较少、与服务器进行交换的数据量较小时采用。异步数据交换方式，本方式实现起来较为复杂，需要在客户端程序中实现服务器回