韩萌萌 任帅男

摘 要：介绍了基于OPC技术的DCS数据获取的原理和方法，结合实际叙述了上位机软件DCS与OPC服务器之间的通信以及OPC服务器与OPC客户端之间的通信，重点给出了关键程序示例。在OPC数据交换接口的基础上，后续的上层应用系统的开发变得简捷高效。

关键词：OPC技术；数据获取；DCS

中图分类号：TP273 文献标识码：A

随着企业信息化建设的投资比例增大，许多企业为了实现不同生产装置的DCS系统和数据采集接口之间的数据通讯，解决生产管理过程中的上层监控与底层控制脱节的问题，提高企业生产效益，OPC技术应运而生。OPC作为软件和硬件之间数据通信的桥梁，是一种标准。本文应用了OPC技术规范作用于DCS系统实现数据获取的目的。

1 OPC技术

OPC（OLE for Process Control），是微软公司以COM/DCOM技术为基础，采用客户端/服务器模式，开发出的应用于控制领域的一种工业标准。针对当前工业控制领域不同生产装置互相通信的要求，OPC为其制定了完整的编程接口属性和方法，这就为不同设备包括软硬件之间的交互访问提供了依据[1]。

OPC既可以应用于本地PC机，同时也支持网络内不同应用程序间包括跨平台应用程序间的通讯，实现了硬件设备与系统软件之间实时通讯。该规范的基本思想是：由支持OPC接口的硬件厂商开发对应其硬件设备的OPC服务器，负责获取硬件设备生产的数据并暂存；OPC客户端，即支持OPC接口的系统软件就可以通过连接OPC服务器来读写之前获取到的数据。OPC连接模式如下图所示。

OPC服务器支持两种类型的数据访问接口：自动化接口（Automation interface）；定制接口（Custom interface）。两种接口定义了OPC客户端和OPC服务器之间进行通讯的方法。用户可以自己编写OPC客户端程序，在客户端程序中调用OPC服务器对象接口及对应的方法来访问OPC服务器读写数据。

一个OPC数据访问服务器中包含3类对象模型，OPC服务器（Server）、OPC组（Group）、OPC项（Item）。它们之间的联系是Server对象维护有关服务器的信息并作为Group对象的容器，而Group对象维护有关其自身的信息，提供包容Item对象的机制，并管理Item对象[2-3]。

2 OPC客户端程序的设计开发

这里采用了Java语言编写的开源项目J-Interop和Utgard实现OPC客户端[4]。

2.1 Utgard

Utgard属于Openscada开源项目，基于J-Interop做的，纯Java语言编写，具有跨平台的特点，用于和OPC Server进行通讯。Openscada可以很好的实现与OPC服务器的连接以及读写数据的功能，并且可以随时获取和修改OPC的Server和Item的属性状态信息等。而J-Intgard是纯Java封装的用于COM/DCOM通讯的开源项目。需要注意的是，在使用Utgard之前需要配置好服务器端的DCOM组件。

2.2 使用Utgard访问OPC server

开发步骤及相应代码大致为：

（1）导入关键jar包。

（2）编写配置文件，设置连接服务器的主机用户密码等信息。

（3）遍历当前所连接的服务器上所有支持OPC DA2.0规范的OPC服务器应用。

（4）创建ConnectionInformation类。

final ConnectionInformation ci = new ConnectionInformation（）；

ci.setHost（host）；

ci.setClsid（serverList.getClsIdFromProgId （"Matrikon.OPC.Simulation"））；

ci.setUser（user）；

ci.setPassword（password）；

其中通过Clsid的方式查找OPC Server更快，但如果事先不知道clsid，也可以通过ServerList类的getClsIdFromProgId方法来查询相应OPC

Server名称的Clsid。

（5）创建Server类并连接：ScheduledExecutorService exec = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor（）；

Server server = new Server（ci， exec）；

server.connect（）；

（6）Utgard有两种数据访问方式——直接通过item的read/write方法或者使用AccessBase（读取数据）。需要注意的是，不管采用哪一种方式，返回结果都是通过ItemState类来获取，通过调用ItemState的getValue方法可以获得访问结果，返回结果是JIVarant类型的，里面包含了OPC访问时的各种类型及处理方法。

按照上述方法步骤，使用Utgard连接至OPC服务器，然后使用Async20Access类隔時间段地进行异步读取数据。客户端程序在Windows下和Linux下均能成功连接OPC Server，并获取到数据。

3 结语

本文给出了利用OPC技术实现DCS数据获取的方法，基于Java语言成功开发出OPC客户端并实现跨平台连接OPC服务器。这一构建方法为工业领域上层应用系统的开发提供了一种有效途径[5]。

参考文献：

[1]胡强，赵英凯.OPC技术在DCS与工厂管理网数据通讯中的应用[J].工业仪表与自动化装置，2002（03）：25-28.

[2]王燕，王健.OPC接口技术在DCS数据交换中的应用[J].微计算机信息，2010，26（31）：48-49+37.

[3]晏明军.基于Java的OPC客户端的实现[J].电子技术，2010，47（07）：56-57.

[4]孙亮清.用Java实现OPC客户端[J].上海船舶运输科学研究所学报，2011，34（01）：34-37.

[5]谢鹏华，牛昱光.DCS远程监控实验教学系统的OPC技术实现方法[J].太原理工大学学报，2011，42（02）：149-154.