随着计算机技术和控制技术的不断发展，现代工业过程控制系统逐渐发展成为现场设备管理，过程管理和商业管理三个层次组成的系统，然而它们之间却存在相互通信的问题，其主要问题是不同的计算机系统(DCS，MIS等)的接口不统一、不标准，过程控制系统和信息系统各有专用技术接口以及API(应用程序接口)。尽管可以编写定制的驱动程序和接口程序，但因不同类型硬件及软件包都需相互通信，使得驱动程序的种类迅速地增长，并且连接程序开发没有一个统一、开放的标准，不同程序间易相互冲突。这种情况不仅增加了用户的负担，而且在实际上并不能真正解决不同系统的互操作性[1~2]。出于对上述问题的考虑，1996年8月，一个由自动化领域的领先公司组成的工作组在Microsoft公司帮助下提出了一个基于微软OLE，COM，DCOM，XML，Internet及Net技术的开放的、灵活的、即插即用的工业标准OPC[3]。
2 OPC技术简介
2.1 OPC背景
OPC(OLE for Process Control)是基于Microsoft公司的Distributed internet Application(DNA)构架和Component Object Model(COM)技术，根据易扩展性而设计的。OPC规范定义了一个工业标准接口，该标准使得COM技术适用与过程控制和制造自动化等应用领域。OLE原意即对象链接与嵌入，而现在的OLE包含了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范。 字串1
2.2 OPC接口结构
OPC由两套接口组成:客户端和服务器程序员使用的OPC自定义接口(OPC COM Custom Interfaces);支持用高端商业应用开发的客户程序的OPC自动化接口(OPC OLE Automation Interfaces)。COM接口效率高，通过该接口，客户能够发挥OPC服务器的最佳性能，采用C++语言的客户一般采用COM接口方案;自动化接口使解释性语言和宏访问OPC服务器成为可能，采用VB语言的客户一般采用自动化接口。自动化接口简化客户应用程序的实现，但运行时需要进行类型检查，牺牲了程序的运行速度。OPC自定义接口是服务器必须提供的，而自动化接口则不一定提供。典型的OPC体系结构如图1所示:
2.1 OPC背景
OPC(OLE for Process Control)是基于Microsoft公司的Distributed internet Application(DNA)构架和Component Object Model(COM)技术，根据易扩展性而设计的。OPC规范定义了一个工业标准接口，该标准使得COM技术适用与过程控制和制造自动化等应用领域。OLE原意即对象链接与嵌入，而现在的OLE包含了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范。 字串1
2.2 OPC接口结构
OPC由两套接口组成:客户端和服务器程序员使用的OPC自定义接口(OPC COM Custom Interfaces);支持用高端商业应用开发的客户程序的OPC自动化接口(OPC OLE Automation Interfaces)。COM接口效率高，通过该接口，客户能够发挥OPC服务器的最佳性能，采用C++语言的客户一般采用COM接口方案;自动化接口使解释性语言和宏访问OPC服务器成为可能，采用VB语言的客户一般采用自动化接口。自动化接口简化客户应用程序的实现，但运行时需要进行类型检查，牺牲了程序的运行速度。OPC自定义接口是服务器必须提供的，而自动化接口则不一定提供。典型的OPC体系结构如图1所示:
图1 典型的OPC体系结构图
2.3 OPC界面关系
OPC技术是实现控制系统现场设备与过程管理级进行信息交互，实现控制系统开放性的关键技术。OPC以OLE/COM机制作为应用程序级的通信标准，采用Client/ Server模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂商或第三方厂家。以Server的形式提供给Client，并规定了一系列的接口标准，由Client负责创建Server的对象及访问Server支持的接口，从而把硬件生产厂商与软件开发人员有效的分离开来。在这种情况下，硬件制造商、软件供应商以及用户都可得到极大方便[3~4]。 字串5
2.4 OPC特点
OPC技术基于Microsoft公司组件对象模型COM(Component Object Modelcom)技术，是为工业标准定义的特殊COM接口, OPC继承了COM技术，具有以下特点:
(1) OPC不是一种计算机语言。它与运行的机器(只要互相连接), 机器的操作系统(只要支持COM)以及软件开发的语言无关,而是任意两个软件组件之间可以相互通信的二进制和网络标准。
(2) OPC服务器是根据COM客户的要求提供OPC SERVER的可执行程序,作为Windows上可执行的文件发布。
(3) COM组件可以以二进制发布给用户。
3 示例:基于OPC规范的连续碳酸化分解优化控制系统设计
连续碳酸化分解过程(以下简称碳分过程)是烧结法氧化铝生产过程的一个承前启后的环节，碳分过程优化控制系统以专家优化计算机EOC、实时监控计算机RMC、现场可编程控制器PLC形成两级控制结构。专家优化机与实时监控机通过以太网连接，实现检测数据和操作信息的实时交换;现场可编程控制器通过DH＋与实时监控机相连;而PLC通过输入模块(A/D、DI)实时采集碳分生产过程的检测信息，又通过输出模块(D/A、D/O)自动调节进料量、CO2通气量的电动阀门，达到稳定优化控制的目的，总体结构如图2所示:
连续碳酸化分解过程(以下简称碳分过程)是烧结法氧化铝生产过程的一个承前启后的环节，碳分过程优化控制系统以专家优化计算机EOC、实时监控计算机RMC、现场可编程控制器PLC形成两级控制结构。专家优化机与实时监控机通过以太网连接，实现检测数据和操作信息的实时交换;现场可编程控制器通过DH＋与实时监控机相连;而PLC通过输入模块(A/D、DI)实时采集碳分生产过程的检测信息，又通过输出模块(D/A、D/O)自动调节进料量、CO2通气量的电动阀门，达到稳定优化控制的目的，总体结构如图2所示:
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图2 碳分过程优化控制系统总体结构示意图
图2 碳分过程优化控制系统总体结构示意图
3.1 连续碳酸化分解系统结构简介
优化控制软件与现场控制器的数据通信流程如图3所示。监控机通过罗克韦尔公司提供的通信软件Rslink直接与现场控制器的A/D模块进行数据交换;优化机与监控机通过以太网相连，两者都安装了组态软件Rsview，优化机通过组态软件Rsview的OPC规范向监控机读写数据，实时监控软件同样利用OPC规范向优化机的Rsview读写数据，最终实现实时监控软件对现场参数的读取，同时可以调节CO2、进料量以及提料风等电动阀门的开度，实现过程参数调节。
图3 优化软件与现场可编程逻辑控制器数据通信示意图
3.2 实时监控机设置
设置监控机作为OPC服务器:打开Rsview工程，首先设置节点类型。在编辑模式下点击“系统”→“节点”;节点设置时将数据源设置成“直接驱动”的方式，节点名为Rsview的项目工程名，如本项目中Rsiew工程名为“tf.rsv”;其它为缺省项[5]。
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