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OPC技术在工业控制系统中的应用研究
目录
摘要I
Abstract II
第一章绪论1
1.1引言1
1.2工控软件的发展1
1.2.1传统的工业控制系统开发存在的问题1
1.2.2采用OPC技术开发工业控制系统2
1.3 OPC技术的优点3
1. 4国内外研究的现状4
1.4.1 OPC技术在国外的现状4
1.4.2 OPC技术在国内的研究和应用4
1.5研究课题的提出5
第二章OPC规范的内容6
2.1概述6
2.2 OPC数据存取(Data Access)规范7
2.3 OPC报警与事件(Alarm and Event)规范9
2.4 OPC历史数据存取(Historical Data Access)规范10
2.5 OPC安全规范10
2.6 OPC批处理规范11
2.7 OPC-XML规范12
2.8 OPC数据交换规范及适用范围12
第三章OPC服务器的开发与实现13
3.1 OPC服务器的总体结构13
3.2 OPC服务器程序实现步骤14
3.3 OPC服务器的注册及程序的实现14
3.3.1 OPC服务器组件的注册14
3.3.2 OPC服务器程序的设计15
3.4 OPC DA服务器接口的实现及组对象的设计17
3.4.1 OPC DA服务器接口的实现17
3.4.2设计OPC DA组对象19
3.5 OPC服务器的读取过程21
3.5.1同步读取21
3.5.2异步读取21
第四章服务器测试及模型仿真设计23
4.1服务器测试23
4.2 OPC客户测试过程23
4.2.1初始化服务器组件23
4.2.2建立与OPC服务器的连接: 23
4.2.3获取服务器标签列表: 25
4.2.4添加OPC组和项26
4.2.5数据的刷新及断开连接27
4.3测试结果27
4.4.模拟仿真30
4.5监控系统结构设计30
4.6 OPC接口开发31
4.6.1定义全局变量31
4.6.2连接服务器程序32
4.6.3数据更新函数33
4.6.4 OPC数据项写数据程序33
第五章总结34
参考文献35
致谢36
数据访问接口实现的主要功能包括:
a.通过IOPC Server接口添加删除组(Group)，获取组(Group)的属性，状态，创建组(Group)枚举器。
b.通过OPC Browse Server Address Space接口获龋PC服务器的地址空间信息。利用地址空间信息，客户程序可以构造访问数据Item的唯一标志ID。
c.通过IOPC Server Public Groups接口访问公共组(Group)。
d.通过IOPC Group State Mgt接口访问组(Group)的状态，并复制相关组(Group)。
e.通过IOPC Item. Mgt:接口添加删除数据项(Item)，改变数据项(Item)的状态，设置数据项(item)的属性，并创建数据项(Item)枚举器，用来获取当前组(Group)中己经创建的数据项(Item)的信息。
f.通过IOPCSyncIO接口进行同步数据访问。同步访问包括同步读，写操作。
g.通过IOPCASyncIO2接口进行异步数据访问。异步访间包括异步读，写，刷新，取消，使能操作。异步操作通过连接点IOPCData Callback出接口共同实现。
h.通过IOPCItemProperties访问接口数据项(Item)的属性。
需要注意的几个概念:
a.Public Group:
引入公共组(Public Group)的目是提供一种在多用户系统的情况下共享数据构造信息的方法，典型的应用是，在过程控制系统中，多用户应用程序使用同样的工具来监视或控制同一组控制数据，创建一个公共组，由一个用户应用程序来定义其中的数据项，而其它用户应用程序可以通过连接该公共组访问相关数据信息。
公共组(Public Group)是可以被所有客户访问的组(Group，它必须在所有公共组中有一个唯一的名字，可以将一个一般的组转换为公共组，公共组的成员项(Item)不能改变。
b.CACHE数据和DEVICE数据:
在读取数据时，客户可以选择从CACHE读数据或从DEVICE读数据。为了提高数据读取速度，OPC服务器按照一定的刷新率把数据读进一个数据缓存区(CACHE)，当客户需要数据时，可以直接从数据缓存区(即CACHE)读取数据。而直接从设备(DEVIGE)读取数据主要用在一些诊断操作或一些关键操作中。
c.Active，Update Rate，Time Zone (Time Bias)和Percent Deadband属性:
每个组(Group)和数据项(Item)都有一个Active。标志，当Active标志为TRUE时，OPC服务器才会将与该组或数据项相关的数据存入数据缓存区(CACHE)，同时如果改变的数据满足数据刷新条件，就将数据主动发送给客户端。而Active标志为FALSE的组或数据项则无法自动得到最新的数据。
d.刷新率(Update Rate)决定OPC服务器更新数据缓存区中的数据的时间间隔。服务器更新数据的速度不应该快于客户要求的刷新速度。
e.Time Bias属性用来调整不同时区带来的时间差异。由于在分布式环境下，服务器和客户机器有可能不在同一个时区，因此当时间值从一方传向另一方时，需要通过Time Bias值来把该时间值调整为另一方时区下的时间值。
f.Percent Deadband属性用来计算出一个临界值，当数据项(Item)的值的变化超过这个临界值时，OPC服务器应该负责把数据发送到客户端。
2.3 OPC报警与事件(Alarm and Event)规范
报警与事件(Alarm and Event)规范接口提供了一种机制，通过这种机制，当I/O设备中有指定的事件或报警条件产生时，OPC客户应用程序能得到通知。通过OPC报警与事件规范接口，OPC客户应用程序可以设置OPC服务器支持的事件和条件，并获得其当前状态。
在OPC中，一个报警就是一个非正常状况(Exceptional Condition)。一个状况就是OPC事件服务器(Event Server)或其所包容的对象中命名了的一个状态，而这个状态对OPC客户应用程序来说是有用。例如:标签FCI01可以有以下几种相关状况:上限报警、上上限报警、正常、下限报警、下下限报警。
OPC事件服务器包含如下三个对象: OPC事件服务器对象(OPC Event Server Object)，OPC事件订阅对象(OPC Event Subscription Object)和OPC事件区域浏览器对象(OPC Event Area Browser Object)。
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