一、OPC技术概述     所谓的OPC技术就是微软公司研发的对象链接和嵌入技术的简称，是一种过程控制应用，即一个开放的工业接口标准。由OPC组织倡导的工业控制和生产自动化领域中应用的软件和硬件的接口标准，是应用在过程控制中的OLE技术。此种技术是对象链接与嵌入，包括了统一的数据传输、结构、存储和自动化等，已经成为独立于计算机语言和操作系统外的一种硬件规范，是面对特有对象而设计的程序，为数字控制与Windows的应用程序相连接创造了条件，起到了桥梁作用。
OPC技术是微软公司的OLE/COM、DCOM技术，是一整套的接口、属性、方法的标准集合。OLE/COM为客户/服务模式，其语言无关性、代码重用性、集成性能好等优势明显。OPC从应用角度看是一套标准的预定义接口，无论现场设备如何客户都可以利用统一的方式进行访问，访问现场设备的开发以一种标准接口实现，并可以将接口展示给工控软件的开发人员，帮助客户摆脱了底层通信模块的设计问题，进而实现了过程控制和工艺智能化的即插即用。OPC技术还可以进行远程调用，从而拓宽了应用程序和硬件分布的局限性，帮助应用系统拓宽了应用范围。OPC服务器具有的接口功能，其支持两种访问形式，自动化和自定义接口。自动化通常是基于脚本编程语言而定义的接口，可以利用VB等语言完成开发，满足客户需求。自定义接口则是为了C++等高级编程语言而设计的。
OPC应用之前，DDE技术是主要的自动化控制技术，其主要是基于Windows的信息传递技术，在DDE技术支持下，系统数据传输较慢、安全性差、开发过程复杂、功能性差、可靠性不足等等。所以随着OPC的出现其逐步退出了自动控制领域。相比之下，OPC的高速数据传输性能优势明显，基于分布式CCOM的安全性高、开发成本低廉、实时性与可靠性突出。研究显示（如图1），分别利用OPC、DDE进行数据传输，并形成对比图形，在远端客户数量相同的条件下，应用OPC技术的传输速度要远远大于DDE，这种优势在客户数量增加时格外明显。
 
图1：OPC和DDE数据传送性能对比
试验表明，OPC的数据传输方式效率较高，无论是在本地还是网络计算机之间，5000个过程变量的变化可以在1秒内完成，即在OPC服务器和客户之间的传输，所以此技术适应在短时间内采集传输大量的数据，以此完成动态化控制。OPC规范定义了一个标准的借口函数，支持网络协议，因此可以将各个子系统在物理设备上区分开来，分布与网络的不同节点上。以往的DCS、FCS等系统因为采用自定义的专用网络和协议，没有统一的标准接口所以不能实现与上层应用软件的信息交互和各个系统或者仪器之间的直接连接、操作，这样在控制网络中就出现了孤岛。传统的过程控制系统存在两种数据交换的问题，一种是计算机采集数据，另一种是如何完成于应用程序的数据交互。OPC技术解决了复杂数据传递中的接口问题，增强了系统功能的开发。
与传统技术相比其优势明显，如图2。可见OPC技术的应用可以简化设备与中控中心、设备与设备间的接口互联，实现了整体集成。OPC设计的目标就是将现场设备、自控应用、企业管理软件之间相互连接起来，实现即插即用。随着技术的发展，OPC已经实现了直接连接PLC、工业网络、采集设备等功能，并通过快速有效的方式获得实时数据。因此，可以利用OPC完成远程调用，使得硬件、控制系统可以实现网络化远程分布，这让系统的设计更加方便以此获得了更加广泛的应用。
 
图2：OPC与传统技术比较
二、计算机网络化测控中的OPC技术
在计算机网络化集中监控系统中，各种现场的总线标准在体系结构上是存在着较大的差异，这也就使得现场总线在应用的过程中出现开放性和互动性下降的情况，技术系统不能达到步调一致，使得系统控制难度增加。针对不同对象选择更加合适的总线标准对于低层次或者较为简单的控制系统是十分有效的，但并不是都可以找到一种适应各种组合的总线标准来满足小规模控制，因此问题仍然存在。
OPC技术可以从某些方面完成一种网络集成，是目前所应用的异构网络和系统间相互集成的最佳方式。其采用C/S模式，即Server的形式提供一个Client，同时规定了一些列的接口标准，利用Client负责创建Server支持的接口。OPC的系统集成：一个OPC用户可以与多个OPC服务器进行通信，多个OPC客户端也可与一个OPC服务器完成交互，此种模式的优势是：
1、开发容易
利用OPC技术通过OPC规范封装了底层功能，只需提供规范的接口，因此，可以完全从系统复杂底层的开发中解放出来，从而降低了开发的复杂性，使得此种技术开发的系统更加可靠、实用。
2、即插即用
利用OPC技术完成的通信模式，好比柔性的总线，可以实现软件的即插即用，支持软件随时的加入或者退出，同时此技术可以应用在网络的任何层次中，网络结构的改变不会影响软件功能，系统具备了灵活性、拓展性。
3、效率高
采用OPC技术，计算机测控系统可以与网络进行集成，利用PC机和工控机作为OPC服务器的硬件载体，建立了上层工业以太网的网络节点，同时也可做为下层现场总线的网络节点，是以太网和现场总线之间的中间系统。此种结构模式可以利用计算机完成存储、数据处理等，体现了高速优势。在各个网络互联的位置形成了多个数据存储的空间，并对数据进行初步处理，完成分类和整理，使得现场总线和以太网分别在各自的网络中实现数据共享，此时软件结构相对独立，不会造成网络空间出现大量规模的数据交互，根据各自网络的特征和数据需求，有针对性的处理相应的数据，充分发挥了各个网络的自身优势，这样就大大提高了系统的工作效率。
三、计算机测控中的OPC技术应用实例分析
为了在计算机测控系统中实现OPC的技术，需要建立OPC服务器对象、客户程序对象。OPC服务器对象提供了连接数源、数据访问的具体方法。
1、建立OPC服务器对象
建立OPC服务器对象可以通过两种方式实现：其一，利用C++的MFC标准类库或者ATL模板类库，都需要按照OPC的规范标准来完成。具体的过程是先调用相应的程序函数，进行初始化并完成函数的注册，然后通过系统函数向OPC运行库中添加多个数据项目，通过函数对其属性进行设置。调用Runsvr函数，启动OPC服务器，运行客户程序与服务器之间的通信；在完成运行并得到数据后，调用UpdateTag函数对OPC运行库中的数据进行刷新；最后利用UninitOPCSvr函数退出。
其二，利用厂商在设计时在自动化软件中设定德尔OPC服务器模块从而建立OPC Server。这些软件包括了西门子公司设计的软件；GE公司设计软件、Rockwell公司设计软件等等。下面具体介绍的是西门子公司提供的SimaticNET软件建立OPC服务器的过程。1）在PC机上安装特定的通信卡，并安装提供的SimaticNET软件，完成安装后系统会对通信卡进行识别和启动；2）在程序中启动相应的软件就可为OPC服务器进行建立和命名，在相应的对话框内写入数据，完成添加组件OPC Server和通信卡，并设置波特率、地址、总线类型的基本系统属性（如图3）。
 
图3：OPC服务器输入界面
3）利用相应的设置为PC站组态下载做好准备工作；4）打开软件建立一个新的工程，插入相应的服务站名称，此时的名称需要和上面命名的服务器名称相一致，然后点击站点对其进行下一步配置，配置属性也和前面设定的相同；5）进入到网络配置窗口，插入一个新的连接并在此链接上挂接PLC或者相应的通信设备；6）保存前面进行的各种设置，系统会判断是否正确，如正确则将组态数据下载到PC机上，如果连接成功则系统会提示正确，否则必须重新设置。
2、OPC客户端的设置
OPC标准中为客户端应用程序的设定提供了两种连接方式，所以客户端的程序编写可以采用以下两种方法。
1）VC++编程
此种方法就是通过制定接口进行数据访问，采用的是VC++高级语言对其进行编写，其中关键的步骤如下：（1）对包含OPC头文件设定，包括了数据存取接口，数据存取2.0头文件，公用接口定义，公用文件头文件等进行设定，其标准的文库在OPC中均有提供；（2）对COM数据库初始化，即调用相应的函数，如返回值为S-OK即完成，如果需要异步数据传输客户应添加ATL模块库辅助；（3）创建相应的OPC服务器，即OPCServer接口，此过程应当注意在本地计算机和远程计算机上的操作应保持与服务器的一致性；（4）创建一个OPC组，利用相应的控制对象与接口创建一个系统函数，返回相应的对象接口，通过此种接口就可完成增加、删除、控制系统内部的接口与服务器联系；（5）Item设置，在系统中允许添加多个Item，而每个Item的属性应利用ItemArray来进行设定，服务器返回其添加的情况和结果，结果显示的信息将储存在相应的变量中，作为依据；（6）对数据向的读取和编辑，对数据项的处理有两种方式一是同步通信，二是异步通信。同步处理的方式较为简单，可以在数据量较小的系统中使用，异步通信方式较为复杂，主要是应用在数据量较大，测控对象复杂的环境中。
2）VB编程
在自动化接口编写中客户端也可采用VB语言。在编程前应引用OPC自动化封装器。此封装器可以从OPC标准文库中获得，也可以根据厂家不同采用其自行提供的封装器。
利用VB语言进行编程的客户端操作方式与VC++十分相似，主要包括了全局变量、服务器组、数据项、浏览器等进行对象声明、创建服务器、连接、对数据进行读写、关闭开启相应连接等。
OPC的客户服务段不仅仅包括OPC服务器访问接口程序，在不同的控制系统中还要针对事件处理、数据处理、定时程序、数据输出等进行接口的设置与编程。
四、结束语
    OPC是一种统一接口标准，其规范的是多种设备多个接口的通信方式，核心就是让网络控制或者系统更加高效化。利用统一的标准规范所有网络内的接口和设备间的数据传输，进而实现高效的控制和监测。从根本上看，OPC技术为工业化计算机测控系统提供了一种便捷、实用的信息交互途径，使得软件相对独立于硬件，有利于应用软件的统一性开发。随着计算机网络技术的不断拓展，硬件、软件之间不断的相互促进，将使得OPC在工业计算机测控系统中获得更大的应用空间，从而实现全面的设备智能化管理。

参考文献：
[1]杨丽,焦志刚.计算机网络测控设备之间的通信实现与OPC技术[J]. 电脑知识与技术(学术交流), 2007,(21).
[2]刘浩,蔡启仲.OPC组态的服务器与客户机之间通讯的研究[J]. 广西工学院学报,2008,(02).
[3]苏靖枫,刘枫.基于HART的OPC DA服务器的研究及设计[J]. 工业控制计算机,2008,(07).
[4]杨锦园.基于OPC技术的工业化控制网络的接口程序设计[J]. 工业仪表与自动化装置, 2007,(05).
[5]刘暾东,余齐齐,柳小鹏. OPC服务器软件开发及在DCS中的应用[J]. 化工自动化及仪表, 2007,(01).
[6]陆晓皎,欧洁云.OPC规范下数据访问服务器的研究与实现[J].河海大学常州分校学报, 2006,(01).
[7] 张勇波,冯永寿. 在OPC技术支持下的系统管控一体化实现及软件开发[J]. 测控技术, 2006,(08).
[8]邓全亮,邹仁.基于OPC技术的系统集成[J].计算机应用研究, 2008,(01).
[9]李世,蔡启仲.OPC技术在SCADA系统中的应用[J].控制工程, 2009,(S1).
[10]朱春,齐国.OPC技术及其在冷站控制系统中的应用[J].建筑电气,2008,(01).