基于OPC规范的数据访问中间件的研究与设计

摘要

在当前工业自动化领域,随着用户环境日趋复杂、多样和多变,出现了分布式控制系统。而在分布式控制系统中,由于各子系统拥有不同的通信体系和规范,缺乏公共一致的通信基础设施,导致各种子控制系统和上层管理系统之间的数据访问和管理十分困难。人们希望能集成这些不同的系统,以提高生产效率,OPC技术应运而生,为互异系统的互联提供了良好的解决方案。
　　本论文受OPC技术的启示,从中间件的角度出发,着眼于工控系统在分布式方向的发展,从整体上提出了适合分布式控制系统的数据访问中间件的解决方案。针对工控系统的特点和数据访问中间件的需求分析,提出了工控系统数据访问中间件的3层C/M/S体系结构。采用面向对象建模技术,设计了数据访问中间件体系结构,实现了为用户提供透明访问分布式环境中数据源的功能。

目录

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第一章 引言

1.1 选题背景及意义

1.2 问题的提出与解决方案

1.3 国内外发展概况

1.3.1 早期的接口技术

1.3.2 接口技术的发展

1.3.3 中间件技术发展

1.4 课题内容及本人所做工作

第二章 中间件技术

2.1 中间件概述

2.1.1 中间件定义

2.1.2 中间件分类

2.1.3 中间件特点

2.2 数据访问中间件

2.2.1 数据访问中间件的产生

2.2.2 数据访问中间件工作原理

2.3 COM技术

2.3.1 COM对象与接口

2.3.2 COM特性

2.3.3 DCOM技术

2.4 本章小结

第三章 OPC技术研究

3.1 OPC背景

3.1.1 传统控制软件开发存在的问题

3.1.2 OPC技术对工控软件开发的影响

3.2 OPC体系结构

3.3 OPC DA数据访问方式

3.3.1 同步数据访问

3.3.2 异步数据访问

3.3.3 订阅数据访问

3.4 OPC的中间件作用

3.4.1 OPC是异构网段间数据共享的中间件

3.4.2 OPC是集成FCS、DCS与PLC的中间件

3.4.3 OPC是访问专有数据库的中间件

3.4.4 OPC是即插即用的软件主板

3.4.5 中间件层

3.5 本章小结

第四章 基于OPC规范的数据接口设计

4.1 OPC数据访问接口的设计基础

4.1.1 COM编程中常用的数据类型

4.1.2 空指针和空字符串

4.1.3 内存维护

4.1.4 错误和返回代码

4.2 OPC服务器与客户端的数据通信机制

4.2.1 异步通报方式实现

4.2.2 连接点方式实现

4.3 OPC客户程序设计与实现

4.3.1 COM组件的实现过程

4.3.2 OPC客户程序的主要类

4.4 本章小结

第五章 数据访问中间件的设计与实现

5.1 系统需求分析

5.1.1 设计思路分析

5.1.2 系统需求分析

5.2 系统结构

5.2.1 工作模式

5.2.2 系统模型

5.3 开发平台与环境

5.4 数据访问中间件的实现

5.4.1 配置器模块的实现

5.4.2 连接器模块的实现

5.4.3 命令器模块的实现

5.4.4 协调器模块的实现

5.4.5 本地数据存储

5.4.6 用户界面框架

5.5 系统测试

5.6 本章小结

第六章 结束语

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况