【技术前沿】基于VC++6.0的OPC 客户端开发方法

驱动部　苏加庆

1  引言

　　通信技术、计算机技术和自动化技术的的快速发展促进了企业信息化的建设，使得信息共享在综合自动化系统中变得越来越重要。在企业自动化系统中不同的系统层次之间、同一个层次的不同设备或子系统之间都需要信息的共享。在传统的控制系统中，现场设备之间的通信要通过特定的驱动程序实现，如果存在不同厂家的设备驱动程序也将不适用而需要重新开发，这样不但增加了系统集成的成本而且在系统实现时带来一定的限制，并且也不利于系统的二次改造。然而使用OPC则使得信息共享变得相当容易，OPC定义了统一的、开放的接口及其相关实现的标准，不同厂家只要遵守这个统一的标准就可以进行通信。OPC相关的内容很多，本文重点阐述如何开发OPC客户端进行浅显。

2  OPC技术简介

　　OPC的全称是OLE for Process Control，主要用于工业控制，是基于微软公司的DNA构架和COM/DCOM技术而设计的。OPC规范定义了一个标准接口，这个标准使得COM技术适用于过程控制和制造自动化等应用领域。OLE最初意思为对象链接与嵌入，是微软的复合文档技术。随着后续版本OLE2中导入了COM技术之后，现在的OLE在原版的基础上增加更多新的功能，包括结构化存储、统一数据传输和自动化等，它已经成为独立于编程语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，OPC建立在OLE2规范之上，为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。

　　OPC包括3种规范：OPC数据访问规范(OPC DA)、OPC报警和事件规范(OPC AE)和OPC历史数据访问规范(OPC HDA)等。其中OPC数据访问规范是最为常用，本文仅针对OPC DA 进行讨论。由于OPC基于COM技术的面向对象思想，它包含3类对象：OPC Server、OPC Group和OPC Item。OPC服务器对象维护有关服务器的信息并作为OPC组对象的包容器，能够动态地创建和释放组对象；OPC组对象除了维护有关自身的信息之外，还提供包容OPC项的机制，从逻辑上管理OPC项。它提供客户组织数据的一种方法，客户可以对其进行读写，还可以设置客户端的数据更新速率等，所有这些功能都定义在访问OPC对象的标准接口中。

3  OPC数据访问方式

　　OPC客户端在对OPC服务器进行数据访问时，可以选择两种不同的访问方式，即同步访问和异步访问。同步访问的方式实现相对简单，在客户端应用程序提出数据访问请求时，OPC服务器根据请求中的参数将相应的数据返回给OPC客户端应用程序，这期间，OPC客户端应用程序一直处于等待状态，这种方式明显比较耗时，适用于客户端数目较少并且与服务器交互的数据较少的情况。相比之下，异步访问方式的实现较为复杂，OPC服务器接到OPC应用程序的要求后，立即给与返回，但并不是同时返回数据，这也是称为异步通信的缘由，OPC客户端应用程序也不用一直等到数据返回，而可以继续处理其他的问题，当OPC服务器完成数据访问时，触发OPC应用程序的异步访问完成事件并将数据访问结果传送给OPC客户端应用程序。这种方式使在有大量OPC客户端应用程序和交互数据量较大时通信的效率更高，能够避免客户数据请求的阻塞，进而最大限度地节省计算机和网络资源。

4  OPC客户端程序设计

　　在OPC客户端应用程序设计时需要遵守OPC数据访问规范实现所规定的必需接口，并且客户端模块需要有独立的设备连接界面和监控运行界面，并能够支持多服务器的连接，这样的客户端才更加通用。下面详细介绍VC环境下的OPC客户端应用程序开发步骤：
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    (1)包含OPC头文件。首先创建新的工程，编辑StdAfx.h文件，加载opcda.h、opccomn.h、opcerrors.h、opcprops.h、opcquality.h以及opcda_i.c、opccomn_i.c文件。
    (2)初始化COM库。由于OPC是基于COM技术制定的，所以在使用接口类之前必须首先使用CoInitialize(NULL)函数对COM库进行初始化，如果成功，函数返回值等于S_ OK。
    HRESULT hr；
    Hr=CoInitialize(NULL)；
    if(hr!=S_OK)
    return(FALSE)；
    (3)通过OPC服务器的ProgID查询注册表中相关CLSID。每个COM服务器都有一个字符串型的ProgID，通过ProgID可以得到全球惟一的CLSID，使用CLSIDFromProgID( )函数实现ProgID到CLSID的转换。
    Hr=CLSIDFromProgID(ProgID，&CLSID)；
    (4)连接OPC服务器，查询对象的IID_IOPCServer接口。在连接OPC服务器前，OPC客户端需要事先指定计算机名和OPC数据访问服务器名，建立连接后，创建OPC组并添加OPC数据项。
    hr=CoCreateInstance(clsid，NULL，CLSCTX_ LOCAL_ SERVER，IID_IOPCServer，(void**)&m_OPCServer)；
    (5)创建OPC组，查询IOPCItemMgt接口。IOPCServer接口的AddGroup() 方法可以创建一个有指定名称和属性的OPC组。
    hr=m_IOPCServer->AddGroup(L，” ”，TRUE，800，111，&TimeBias，&PercentDeadBand，LOCAL_ID，& m_ GrpSrvHandle，&RevisedUpdateRate，IID_IOPCItemMgt， (LPUNKNOWN*)m_IOPCItemMgt)；
    (6)添加OPC数据项。使用IOPCItemMgt接口的AddItem()方法可以添加具有特殊属性的指定数量的数据项。
    pOPCItemMgt->AddItems(ItemNumber，ItemArray，(OPCITEMRESULT**)&pItemResult，(HRESULT **) & pErrors)；
    (7)OPC的数据项读写。对OPC数据项的读写可以有同步与异步之分，对于大量的数据传输，异步是更佳的选择，但对少量的数据传输，同步表现得更好。本程序采用异步访问方式，需要指向IOPCAsyncIO2指针。
hr=m_IOPCItemMgt->QueryInterface(IID_IOPCAsyncIO2，(void**)&m_IOPCAsyncIO2)；
void CAsynOPCDlg：：OnRead ( ) 实现异步读数据。
hr=m_IOPCAsyncIO2->Read(1，phServer，1，&dwCancelID，&pErrors)；
    delete[] phServer；
    void CAsynOPCDlg：：OnWrite( ) 实现异步写数据。
hr=m_IOPCAsyncIO2->Write(1，phServer，values，2，&dwCancelID，&pErrors)；
    delete[] phServer；
    (8)OPC连接断开，释放接口指针。当程序退出或停止服务器时，依次删除Item(RemoveItems)、Group(RemoveGroups)，释放资源。
void CAsynOPCDlg：：OnStop( ) 停止服务器。
hr=m_IOPCItemMgt->RemoveItems(1，phServer，&pErrors)；删除Items。
hr=m_IOPCServer->RemoveGroup(m_GrpSrvHandle，TRUE)；删除Group。
m_IOPCServer->Release( )；释放服务器。
m_IOPCServer=NULL；
CoUninitialize( )；关闭COM库。
 通过以上方法就可以对已经存在的OPC DA服务器进行数据存取，根据具体情况设计所需要的可视化界面即可，这里则不必多说明。

5  结语

　　当今，OPC技术在工控领域的应用越来越加广泛，很多厂家都提供相应的OPC服务器，掌握OPC客户端应用程序的开发具有非常实用的意义。