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山东科技大学泰山科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题 目 系部名称 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 填表时间：2010年 04月17日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。第 4 页设计（论文）题目OPC数据访问服务器与客户端的设计设计（论文）类型工程设计应用研究开发研究基础研究其它一、课题目的和意义随着计算机技术与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由现场设备管理、过程管理和商业管理三个层次组成的系统。在这种新的过程工业信息体系结构中，从现场设备管理层、过程控制管理层到商业管理层包含了各种信息。为了实现整个过程控制系统的信息集成，需要解决许多问题，其中最重要的是通信兼容问题。因为现场管理层中大量的现场数据信息必须以一致的形式提供给用户或应用程序；过程管理层必须将现场管理层送来的信息及时加以处理并递交商业管理层；在商业管理层中这些信息又以一致的形式送给客户应用程序以简化信息的综合过程。所以，解决这些问题的关键在于为过程控制系统的数据访问提供一种开放有效的通信标准。传统的控制系统软件开发中，为了读取过程控制设备中的数据，硬件设备提供商必须为每一套硬件开发专门的驱动程序。这样很容易造成驱动程序间不兼容和驱动程序不能适应硬件变化，同时由于重复开发驱动程序会造成大量人力与物力的浪费。OPC规范的出现解决了不同厂商提供的硬件设备和应用软件无法自由通讯的问题。OPC规范（OLE for Process Control）是OPC基金会制定的工业控制软件互操作性标规范，它以组件对象模型和分布式对象模型（COM/DCOM）为基础，采用客户端/服务器（C/S）机制，采用COM对象及接口，实现现场数据读取的标准化规范。OPC的出现是不同数据源的数据与运行在不同平台上的应用软件能够顺利的结合在一起。本课题研究的目的在于深入理解和掌握OPC数据访问规范技术，设计出符合OPC规范的数据之间进行传输的服务器和客户端程序。OPC服务器即为设备开发一个通用的数据接口，供其它系统读写信息，客户应用软件也可以通过OPC规范的接口来读写硬件设备的信息（即OPC客户端）。只要硬件开发商提供带有OPC接口的服务器，任何支持OPC规范的客户程序均可按照统一的方式对不同硬件供应商的设备进行存取，无须重复开发通信程序。二、文献综述（课题的应用背景和前景）OPC规范的制定与管理由OPC基金会负责，早在1955年就制定了原始的OPC规范，微软同时作为技术顾问给予了支持。OPC基金会致力于自动化领域的互用性。为了普及并进一步改进OPC技术，OPC基金会开始了全球范围内的活动，1997年在德国法兰克福成立了OPC基金会下属的OPC欧洲委员会，负责欧洲地区的技术支持、产品兼容测试等工作，随后成立了OPC日本委员会，OPC中国基金会。OPC技术的早期研发是为了简化传统的I/O驱动开发方式，现在OPC技术的发展已经超出了原来取代驱动程序的初衷，OPC服务器能够直接连接现场PLC、RPU、数据采集，通过有效的方式从现场获得实时数据。而各种监视应用、控制应用、管理应用等程序按照OPC规范进行通信，他们可以通过OPC技术获取现场实时数据，也可以通过OPC技术彼此交换信息，所以OPC技术为企业内部的信息交换提供了一个开放平台。任何应用程序只要能够支持OPC规范就可以即插即用。对于硬件设备厂家来说，采用OPC技术意味着他们只需开发一个符合OPC规范的OPC服务器，该服务器可与所有的OPC客户程序通讯，这些OPC客户程序可以是集散控制系统程序，也可以是其他的可编程控制器或MIS系统应用软件。硬件设备厂家不必再把时间花在如何与各种不同的软件进行通讯上。此外，OPC兼容的I/O硬件设备之间的互操作性问题得到了完全的解决，相对于采用专用接口的I/O设备，这是一个明显的优点，从而使其具有更好的应用前景。对于控制系统软件厂家来说，采用了OPC技术他们就可以专注于其核心部分如人机界面、优化及控制策略等的研究，而不必再为市场上多达几百种的I/O硬件测控设备编写设备驱动程序，因为只需提供标准的OPC客户接口，即可对各种OPC兼容的硬件设备进行操作。而且也可以方便的与OPC兼容的任何其他软件（如其他控制软件或MIS系统软件）进行通讯，实现软件之间的互操作。目前控制产品的OPC支持性能已经成为其综合性能的一个重要方面，在这种情况下，毫无疑问基于COM/DCOM技术的OPC技术规范将会在控制领域发挥重大的作用，OPC技术规范将会成为大势所趋。三、课题主要内容（提纲）及拟解决的关键问题 在学习OPC数据访问规范的基础上，设计OPC数据访问服务器和相应的客户端系统。主要工作如下：（1）对OPC技术原理、对象模型、OPC数据访问规范进行系统的研究。OPC DA3.0规范（OPC Data Access Custom Interface Specification 3.0）是2003年OPC基金会发布的OPC DA自定义接口规范。该规范制定了OPC服务器和OPC客户程序的COM接口标准，通过制定标准的接口来实现多个厂家的OPC服务器和OPC客户程序开发（2）深入学习OPC技术的本质COM/DCOM。OPC技术本质是采用了Microsoft的COM/DCOM（组件对象模型/分布式组件对象模型）技术，COM主要是为了实现软件复用和互操作，并且为基于WINDOWS的程序提供了统一的、可扩充的、面向对象的通讯协议。，DCOM是COM技术在分布式计算领域的扩展，使COM可以支持在局域网、广域网甚至Internet上不同计算机上的对象之间的通讯。（3）运用Microsoft Visual Studio 6.0开发工具，通过Visual C+6.0语言编写OPC DA服务器程序。（4）运用Microsoft Visual Studio 6.0开发工具，通过Visual C+6.0语言编写OPC客户端程序。（5）软件设计与调试，包括服务器/客户端中的主程序，各功能子程序的设计与调试，最终完成设计任务。四、拟采用的思路和方法（1）目前用Visual C+开发COM组件主要有三种方式：使用COM SDK直接开发COM组件；通过MFC提供的COM支持实现COM组件；通过ATL来实现COM组件。ATL因其采用了特定的基本实现技术，摆脱了大量冗余代码，使用ATL开发出来的COM应用的代码简练高效，而且ATL的各个版本对Microsoft的基于COM的各种新的组件技术都有很好的支持，因此，选用ATL开发COM组件。（2）OPC规范提供了两套接口方案，即定制接口和自动化接口。在Visual C+环境下开发使用定制接口访问数据的OPC客户端程序，能够发挥OPC服务器的最佳性能，完全可以满足过程控制领域对数据的实时、高效的要求。（3）OPC客户和OPC服务器进行数据交换有两种不同的方式，即同步方式和异步方式。异步方式的效率更高，能够避免客户数据请求的阻塞，并可以最大限度地节省CPU和网络资源。因此选用VC实现的OPC客户程序可以执行异步读写数据。五、课题总体安排和进度计划 1需求分析阶段 第89周 （2011-4-18至2011-4-24）目的：了解开发的范围2系统设计阶段 第1011周 （2011-4-25至2011-5-8）目的：进行系统的可靠性和标准性设计；降低主要技术风险3详细设计阶段 第1214周 （2011-5-9至2011-5-29）目的：开发出产品的第一个可执行版本4测试移交阶段 第1516周 （2011-5-30至2011-6-12）目的：完成课题的最终实现及毕业论文的撰写参考文献1 潘爱民COM原理与应用M北京：清华大学出版社，2000.32 美David J.Kruglinski Scot Wingo.Programming Visual C+6.0技术内幕M北京：北京希望电子出版社，1999.53 OPC DCOM White .PaperRichard C. Harrison, Intellution Inc. Intellution Inc. 19984 DCOM,OPC and Performance Issues Al Chisholm,Intellution Inc. Intel