1 前言　

    目前國內(nèi)閘門監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的方案基本上是PLC+上位機模式,而上位監(jiān)控軟件大多是購買現(xiàn)成的集成系統(tǒng)和商業(yè)組態(tài)軟件來實現(xiàn)的。但在缺少資金的情況下要進行小型項目自動化建設(shè)或改造，就不得不考慮成本問題，因為組態(tài)軟件是按點數(shù)賣錢的，定義一個變量就算一個點，價格昂貴。而采用高級語言結(jié)合OPC技術(shù)開發(fā)監(jiān)控軟件不僅可以節(jié)省大量的成本而且可以擺脫對設(shè)備驅(qū)動程序的依賴，尤其是在對老項目進行自動化改造時，這種優(yōu)勢更加明顯。

    機遇以上考慮，筆者在參與安徽淮河流域某小型閘門自動化改造工程時，采用了Visual Basic 6.0開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用OPC自動化接口技術(shù)開發(fā)了OPC客戶端程序（閘門監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件）。服務(wù)器采用凱譜華的 KEPServerEx.V4。她嵌入了工業(yè)市場上廣泛范圍（超過80多種支持100種以上設(shè)備型號的可下載驅(qū)動程序）的驅(qū)動程序和組件 ，更重要的是，這個服務(wù)器是完全免費的。

2 OPC知識簡介

    2.1 OPC基本概念

    OPC是OLE for Process Control的縮寫，即把OLE應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。OPC建立在OLE規(guī)范之上，它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機制。

    OPC技術(shù)采用COM/DCOM技術(shù)的客戶/服務(wù)器(Client/Server)模型，使OPC的通用性得到擴展。相應(yīng)的OPC應(yīng)用程序的開發(fā)就有了OPC客戶端程序部分和OPC服務(wù)器程序部分的開發(fā)。一般來說，OPC服務(wù)器程序由硬件的生產(chǎn)廠商開發(fā)；而OPC客戶端程序由用戶開發(fā)。

    2.2 OPC結(jié)構(gòu)原理

    2.2.1 OPC基本體系結(jié)構(gòu)

    OPC規(guī)范提供了兩套接口方案，即COM接口和自動化。COM接口效率高，通過該接口，客戶能夠發(fā)揮OPC服務(wù)器的最佳性能，采用C++語言的客戶一般用COM接口方案；自動化接口使用解釋性和宏語言訪問OPC服務(wù)器，采用Visaul Basic語言的客戶一般采用自動化接口。典型的OPC體系如下圖所視：

    Figure4  Select Reference Item

    3．2程序開發(fā)

    3.2.1定義全局變量

    變量類型應(yīng)該指定為對象型。這些對象最好在窗體的通用部分聲明加上“Option Explicit”語句，表示模塊里的所有變量都需要顯式聲明。由于OPC自動化接口的數(shù)組的索引要求必須從1開始，而系統(tǒng)默認是從0開始，為了避免錯誤最好在代碼的最初加上“Option Base 1”語句。為了使對象可以處理事件，必須將myTestGrp和myServer的聲明中加上“WithEvents”語句，表示聲明的對象可以響應(yīng)事件。

Option Explicit
Option Base 1
Dim WithEvents myServer As OPCServer
Dim myGroups As OPCGroups
Dim WithEvents myTestGrp As OPCGroup
Dim myItems As OPCItems
3.2.2連接OPC服務(wù)器和建立OPC組主要程序
連接子程序:
Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String)
    If myServer Is Nothing Then
        ' 建立一個OPC服務(wù)器對象
        Set myServer = New OPCServer
    End If
If myServer.ServerState = OPCDisconnected Then
        ' 連接OPC服務(wù)器
        myServer.Connect strProgID, strNode
   End If
在Visual Basic中，通過執(zhí)行一個Set操作實現(xiàn)調(diào)用其它接口的方法。
   If myGroups Is Nothing Then
        ' 建立一個OPC組集合
        Set myGroups = myServer.OPCGroups
    End If
    If myTestGrp Is Nothing Then
        ' 添加一個OPC組
        Set myTestGrp = myGroups.Add("Group")
    End If
End Sub
ServerState屬性一共有OPCRunning、OPCFailed、OPCNoconfig、OPCSuspended、OPCTest和OPCDisconnected六個，分別表示正在運行、失敗、沒有配置、暫停、測試和沒有連接六種OPC服務(wù)器當(dāng)前的狀態(tài)。如果OPC服務(wù)器沒有連接，我們才執(zhí)行myServer.Connect strProgID, strNode語句。strProgID就是ProgID，strNode就是用于遠程通信的IP地址。
在窗口登陸時調(diào)用連接子程序，便可以連接到你需要的服務(wù)器。
Call Connect("KEPware.KEPServerEx.V4")

    3.2.3添加OPC標(biāo)簽

    對服務(wù)器進行訪問前，必須先在OPC組里添加要訪問的OPC標(biāo)簽。為了編程方便,在服務(wù)器端,將每個閘門的升、降、停止、開度、水位、流量 等監(jiān)控量組態(tài)為TAGI(I=1,2…15)

Sub AddItem()
    Dim strItemIDs(15) As String
    Dim lClientHandles(15) As Long
    Dim lErrors() As Long
    Dim I As Integer
   
    myTestGrp.IsSubscribed = True     ' 啟動組異步通知。
   
    Set myItems = myTestGrp.OPCItems     ' 建立OPC項集合
  
    For I = 1 To 15                   ' 生成從TAG1到TAG15的項標(biāo)識符
        strItemIDs(I) = "Server.Group.TAG" & I
        lClientHandles(I) = I
    Next
  
    Call myItems.AddItems(15, strItemIDs, lClientHandles, lServerHandles, lErrors)
End Sub                                     ' 添加OPC項
3.2.4異步讀取代碼的實現(xiàn)
在定時器事件內(nèi)進行執(zhí)行AsyncRead子程序的讀取代碼
Sub AsyncRead()
 Dim lErrors() As Long
   If myTestGrp Is Nothing Then
        Exit Sub
    End If
    If myTestGrp.OPCItems.Count > 0 Then
        ' 異步讀取
        lTransID_Rd = lTransID_Rd + 1
myTestGrp.AsyncRead 15, lServerHandles, lErrors, lTransID_Rd, lCancelID_Rd
   End If
End Sub
AsyncWrite子程序，完成異步寫的操作。
Sub AsyncWrite(nIndex As Integer, ByRef vtItemValues() As Variant, _
    ByRef lErrors() As Long)
Dim lHandle(1) As Long
    If myTestGrp Is Nothing Then
        Exit Sub
    End If
    If myTestGrp.OPCItems.Count > 0 Then
        lHandle(1) = lServerHandles(nIndex)
        ' 異步寫入
        lTransID_Wt = lTransID_Wt + 1
        myTestGrp.AsyncWrite 1, lHandle(), vtItemValues, _
                lErrors, lTransID_Wt, lCancelID_Wt
    End If
End Sub

    3.2.5斷開OPC服務(wù)器

    連接著OPC服務(wù)器的OPC客戶應(yīng)用程序，在退出前必須斷開和OPC服務(wù)器的連接。斷開連接前要清除 項和組.

Sub Disconnect()
    Dim lErrors() As Long
    If Not myItems Is Nothing Then
        If myItems.Count > 0 Then
            myItems.Remove 15, lServerHandles, lErrors ' 清除OPC項
        End If
        Set myItems = Nothing
    End If   
    If Not myTestGrp Is Nothing Then
        myGroups.Remove "Group"' 清除OPC組
        Set myTestGrp = Nothing
    End If   
    If Not myGroups Is Nothing Then
        Set myGroups = Nothing
    End If   
    If Not myServer Is Nothing Then
        If myServer.ServerState <> OPCDisconnected Then
            myServer.Disconnect' 斷開OPC服務(wù)器.
        End If
        Set myServer = Nothing
    End If
End Sub

4 結(jié)論

    OPC技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，大大的突破了傳統(tǒng)設(shè)備的概念，通過一個接口標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）方便的將現(xiàn)場任何一個符合OPC規(guī)范的設(shè)備數(shù)據(jù)收集與處理，從而擺脫了傳統(tǒng)上的編寫驅(qū)動程序的重復(fù)勞動，使工程人員在設(shè)備選擇上有了更大的自主性。

    隨著組態(tài)軟件的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)越來越“傻瓜化”，只需要簡單的連接就可以完成一個工程的基本組態(tài)，然而，一旦面臨對組態(tài)軟件中沒有的設(shè)備時，就無能為力了。在項目改造過程中，這種情況尤為明顯。
在面臨大量諸如小型水利閘門監(jiān)控系統(tǒng)一樣的各種小型工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)改造的情況下，應(yīng)用OPC不僅可以大大的節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)的時間，而且也能充分利用現(xiàn)有設(shè)備，節(jié)省開支。可以說，在小型工控系統(tǒng)改造中，OPC技術(shù)結(jié)合高級語言開發(fā)監(jiān)控軟件將具有很大的優(yōu)勢。

【參考文獻】
【1】 OPC Foundation. Data Access Custom Interface Standard Specification 2.0[S],1998.10.14.
【2】 詹根基,郭厚焜.基于OPC的客戶端監(jiān)控程序的開發(fā).自動化博覽,2005,Vol.22增刊 （9）:105-1
【3】 范逸之.Visual Basic 與分布監(jiān)控系統(tǒng)——RS232/485串行通信，清華大學(xué)出版社，2002
【4】 馬國華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2002
【5】 潘愛民.COM原理與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2000