DDE與OPC技術(shù)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展以及自動化系統(tǒng)集成度的不斷提高，工業(yè)自動化系統(tǒng)軟件取得了長足的發(fā)展與進步。然而，工業(yè)系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量的不斷增加和現(xiàn)場信息交互共享能力要求的不斷提高，傳統(tǒng)的智能設(shè)備之間及智能設(shè)備與控制系統(tǒng)之間采用專門驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)信息共享的通訊方式已不能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展需要。因此，為了能夠解決工業(yè)系統(tǒng)硬件設(shè)備的升級改變?yōu)檐浖到y(tǒng)帶來的不便，更好的實現(xiàn)不同設(shè)備廠家硬件產(chǎn)品的集成互連，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，工業(yè)自動化軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化成為工業(yè)控制領(lǐng)域必須面臨的一個問題。

為了能夠使得自動化軟件的開發(fā)具有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，dde（動態(tài)數(shù)據(jù)交換：dynamic data exchan-ge）、opc（基于過程控制的鏈接與嵌入：ole for process control）技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為不同的自動化程序系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)簡單交互、無縫互連做出了巨大的貢獻。

2 dde與opc技術(shù)的工作機制

2.1 dde技術(shù)的工作機制

dde是為在同一臺計算機或不同計算機上運行的程序提供動態(tài)數(shù)據(jù)交換，最早由microsoft 公司提出的。動態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）技術(shù)由于其具有實時性好、網(wǎng)絡(luò)通信連接實現(xiàn)方便等特點，在控制軟件與信息網(wǎng)絡(luò)集成中得到了廣泛應(yīng)用。

動態(tài)數(shù)據(jù)交換基于windows消息機制，各應(yīng)用程序間通過傳遞消息進行對話交換信息。windows dde消息傳遞采用client/server模式，客戶（client）是數(shù)據(jù)的請求和接受者，而服務(wù)器（server）是數(shù)據(jù)的提供者，兩者之間通過請求、應(yīng)答、傳輸三個步驟來完成數(shù)據(jù)的傳送。dde協(xié)議使用服務(wù)（service）、主題（topic）和數(shù)據(jù)項（item）三級命名來標(biāo)識dde所傳遞的數(shù)據(jù)單元。一般情況下，服務(wù)（service）就是應(yīng)用程序的文件名，主題是對服務(wù)器有意義的信息單元。每次dde客戶與服務(wù)程序之間的對話都是先由客戶啟動的，所以在每次客戶啟動之前，dde服務(wù)器應(yīng)當(dāng)首先投入運行。

當(dāng)客戶程序需要向服務(wù)器程序請求數(shù)據(jù)時，客戶程序發(fā)送一條wm-dde-initiate消息給當(dāng)前運行的所有windows應(yīng)用程序，這條消息不但包含了它所需要的服務(wù)器名（service）和主題名（topic），而且指明了它所希望的數(shù)據(jù)類型,收到wm-dde-initiate消息的應(yīng)用程序通過判別服務(wù)器名和會話主題決定是否應(yīng)答，一旦dde服務(wù)器響應(yīng)了這條被傳播的消息，dde會話就開始了。

dde的工作方式有冷連接（cool link）、溫連接（warm link）和熱連接（hot link）等3種。在冷連接方式下，當(dāng)server中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后不主動通知client，但client可以隨時從server讀寫數(shù)據(jù)；在溫連接方式下，當(dāng)server中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后馬上通知client，client得到通知后將數(shù)據(jù)取回；在熱連接方式下，當(dāng)server中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后馬上通知client，同時將變化的數(shù)據(jù)直接送給client。

dde的網(wǎng)絡(luò)形式稱為netdde，它包含了dde的全部特征，是動態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）的擴充，可以在跨越網(wǎng)絡(luò)的計算機之間使用。采用netdde后，兩個或更多網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用能夠通過dde共享來建立網(wǎng)絡(luò)上不同工作站之間的連接，從而實現(xiàn)站站之間的動態(tài)信息共享。

2.2 opc技術(shù)的工作機制

在opc技術(shù)出現(xiàn)以前，dde技術(shù)是絕大多數(shù)控制系統(tǒng)都支持和采用的數(shù)據(jù)交換方式。但是，由于dde是基于windows信息傳遞而建立的技術(shù)，因此，當(dāng)通信量較大時，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新速度慢、安全性管理機制差、可靠性能低等現(xiàn)象，從而就有可能致使dde客戶程序在較長時間內(nèi)得不到回應(yīng)。和dde 技術(shù)相比，基于com和dcom技術(shù)的opc技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳送性能高、 安全性管理性能好、開發(fā)成本低等特點。

最初階段的opc規(guī)范是由opc基金會的先驅(qū)fisher-rosemount、rockwell、opto 22、intellution、intuitive technology公司于1996年8月發(fā)布的，目前opc基金會成員在全球已超過300多個，其中包括世界上幾乎所有主要的控制系統(tǒng)、儀器儀表、過程控制系統(tǒng)生產(chǎn)廠家。