2 dde與opc技術(shù)的工作機(jī)制
2.1 dde技術(shù)的工作機(jī)制
dde是為在同一臺計(jì)算機(jī)或不同計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換，最早由microsoft 公司提出的,。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）技術(shù)由于其具有實(shí)時(shí)性好,、網(wǎng)絡(luò)通信連接實(shí)現(xiàn)方便等特點(diǎn)，在控制軟件與信息網(wǎng)絡(luò)集成中得到了廣泛應(yīng)用,。
動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換基于windows消息機(jī)制,，各應(yīng)用程序間通過傳遞消息進(jìn)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(gè)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(xiàng)（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(dòng)的，所以在每次客戶啟動(dòng)之前,，dde服務(wù)器應(yīng)當(dāng)首先投入運(yùn)行,。
當(dāng)客戶程序需要向服務(wù)器程序請求數(shù)據(jù)時(shí)，客戶程序發(fā)送一條wm-dde-initiate消息給當(dāng)前運(yùn)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(huì)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(huì)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(dòng)通知client,，但client可以隨時(shí)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(shí)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）的擴(kuò)充,，可以在跨越網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)之間使用,。采用 netdde后，兩個(gè)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(shí)現(xiàn)站站之間的動(dòng)態(tài)信息共享,。
2.2 opc技術(shù)的工作機(jī)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(shí),，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新速度慢、安全性管理機(jī)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(shí)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(diǎn),。

圖1 自定義接口和自動(dòng)化接口與opc服務(wù)器通信方式示意圖

和wonderware公司的dassid
-irect一樣，rslinx也支持opc/dde兩種通訊方式,。當(dāng)intouch和rslinx以dde方式進(jìn)行通訊時(shí),，首先需要在 rslinx“dde/opc topic configuration ”對話框中添加新的topic,，并建立該topic與要連接 rslogix plc cpu之間的對應(yīng)關(guān)系,然后再對intouch中“訪問名”做相應(yīng)的配置。不過,，此時(shí)“訪問名”中“應(yīng)用程序名”應(yīng)設(shè)置為 rslinx,，“訪問名”中的“主題名”則應(yīng)和在rslinx中所添加的topic名稱完全一致。而intouch標(biāo)簽變量“項(xiàng)目名”的填寫也應(yīng)遵從 rslinx中item name的定義形式,，例如對rslogix plc cpu中全局變量controller tags地址的訪問即為 plc變量地址的tag name,，而對cpu中程序變量program tags地址的訪問則為 program：.的形式。
當(dāng)采用siemens 公司的wincc作為opc client與opc服務(wù)器進(jìn)行opc方式連接時(shí),，首先需要在wincc資源管理器中添加opc通訊驅(qū)動(dòng)程序opc.chn,，然后在出現(xiàn)的opc通道單元的“連接屬性”和所建變量的“變量地址屬性”對話框中分別填寫“opc服務(wù)器名稱”和 “變量地址名稱”，這樣便可建立該變量到opc服務(wù)器的連接,。需要說明的是,，不同的opc服務(wù)器，其opc服務(wù)器名稱和地址格式是不盡相同的,，例如 siemens simatic net opc服務(wù)器的名稱和地址訪問格式（以按s7協(xié)議對s7系列 plc數(shù)據(jù)訪問為例）分別是 “opc.simaticnet”和“s7:[<連接名稱>]”,，而rockwell rslinx opc 服務(wù)器的名稱和對rslogix 系列plc數(shù)據(jù)訪問的地址格式分別是“rsllinx opc server”和“[]”。
同樣,，其它scada軟件與相關(guān)dde,、opc服務(wù)器軟件通訊的實(shí)現(xiàn)方法與此類似，不再贅述,。
此外，由于dde,、opc都是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，所以也可以根據(jù)需要來實(shí)現(xiàn)dde、opc之間的接口轉(zhuǎn)換來滿足實(shí)際需求,，例如wonderware公司的opclink便是實(shí)現(xiàn)opc,、dde接口轉(zhuǎn)換的專用軟件。

4 利用vb開發(fā)dde與opc客戶端
如上所述,，目前許多scada軟件都采用了dde,、opc技術(shù)規(guī)范作為其軟件接口，而scada監(jiān)控軟件在實(shí)際工程應(yīng)用中則扮演了dde,、 opc客戶端的角色,。另外，wonderware公司的wwclient,，siemens公司的simatic net opc scout和 rockwell-ab公司的opc test client等測試軟件也都是dde,、opc客戶端軟件的實(shí)例。
dde,、opc客戶端軟件可采用visual c++,、visual basic、delphi等編程軟件實(shí)現(xiàn)，這里主要對如何用visual basic 6.0編寫dde,、opc 客戶端實(shí)現(xiàn)和dde,、opc 服務(wù)器通訊的方法分別予以介紹。
4.1 利用vb開發(fā)dde 客戶端
作為microsoft 公司軟件產(chǎn)品的重要一員,，visual basic理所當(dāng)然的對windows操作系統(tǒng)的下的dde技術(shù)給予支持,。 visual basic為一些控件提供了用于dde動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的linktopic、linkitem,、linktimeout,、linkmode等屬性，以及l(fā)inkrequest,、linkpoke,、linkexecute、linksend等方法,。其中,，linktopic、linkitem兩項(xiàng)屬性分別對應(yīng)于dde通訊架構(gòu)中的主題名和數(shù)據(jù)項(xiàng)名,，linktimeout,、linkmode分別表示dde 客戶端與dde服務(wù)器的嘗試連接時(shí)間和連接模式（數(shù)據(jù)交換方式），linkmode有manual,、notify,、automatic三種方式，而automatic方式最為常用,，它主要用于和dde server建立“熱連接（hot link）”,，即在dde服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶端。linkrequest,、 linkpoke分別用于dde 客戶端對dde服務(wù)器數(shù)據(jù)的讀寫操作,。
根據(jù)應(yīng)用程序與服務(wù)器程序dde方式通訊機(jī)制，可以在visual basic編程環(huán)境下開發(fā)適合實(shí)際需要的dde客戶端應(yīng)用程序,。例如,，visual basic訪問intouch 程序變量“intouchtag”時(shí)，其代碼為 label1.linktopic= "view|tagn-ame"
label1.linkitem= "intouchtag"
label1.linkmode=1
label1.linkrequest
其中,，代碼中的“view”和“tagname”分別表示intouch windowviewer的應(yīng)用程序名和主題名,，“linkmode”值為1表示該應(yīng)用程序與windowviewer的連接方式為automatic（即“熱連接”）方式。這樣,，當(dāng)該應(yīng)用代碼被執(zhí)行時(shí),，label1的值便隨intouch　windowviewer“intouchtag”變量的變化而變化。
同樣可以在visual basic中添加label２,、label３,，并建立和dassidirect,、rsllinx的dde通訊連接，使其分別隨所連接s7-300 plc數(shù)據(jù)db5.dbw20,、controllogix 1756-l55 plc全局變量 “linxlogixtag”數(shù)值的變化而變化,，其代碼分別如下：
label2.linktopic = "dassidire
-ct|dasvrtopic"
label2.linkitem = "db5.w20"
label2.linkmode = 1
label2.linkrequest
label3.linktopic = "rslinx|" & “rslinxtopic”
label3.linkitem= "linxlogixtag"
label3.linkmode = 1
label3.linkrequest
其中，“dassidirect”和“dasvrtopic”,、“rslinx”和“rslinxtopic”分別為dassidirect 和rslinx的應(yīng)用程序名以及在dassidirect和rslinx dde服務(wù)器中建立的主題名,。而“db5.w20”和 “linxlogixtag”則分別對應(yīng)于s7-300 plc數(shù)據(jù)db5.dbw20和controllogix 1756-l55 plc全局變量 linxlogixtag，這樣,，該段代碼被執(zhí)行時(shí),，label2和label3的數(shù)值將隨plc中數(shù)據(jù)db5.dbw20與linxlogixtag變量值的變化而變化。
netdde是dde的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展形式,，主要為網(wǎng)絡(luò)上不同計(jì)算機(jī)之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換提供方便,。在visual basic編程環(huán)境下，也可以開發(fā)基于netdde的客戶端應(yīng)用程序,。與開發(fā)dde客戶端不同的是,，網(wǎng)絡(luò)上作為dde服務(wù)器和客戶端的計(jì)算機(jī)都要啟動(dòng)netdde.exe服務(wù)，并在作為 dde服務(wù)器的計(jì)算機(jī)上同時(shí)啟動(dòng)ddeshare.exe程序,，對新建的dde共享進(jìn)行必要的設(shè)置,。如下代碼的功能為計(jì)算機(jī)pc02讀取pc01計(jì)算機(jī)上 rslinx dde服務(wù)器所采集的"linxlogixtag" plc變量的值。
label4.linktopic= "\pc01
ndde$|pc01shrnm"
label4.linkitem= "linxlogixtag"
label4.linkmode=1
label4.linkrequest
由于netdde的訪問采用了“\<計(jì)算機(jī)名>|<共享名>!<變量名>” 的形式,，所以,，上述代碼中的“pc01”、“pc01shrnm”分別為dde服務(wù)器的計(jì)算機(jī)名和ddeshare．exe程序中的新建共享名,，而dde 訪問所需要的應(yīng)用程序名rslinx和主題名rslinxtopic則在新建共享“pc01shrnm”的屬性對話框中進(jìn)行了設(shè)置,。
此外，由于excel也支持dde技術(shù),，所以pc01計(jì)算機(jī)上rslinx dde服務(wù)器plc變量linxlogixtag的變化也可以在 pc02計(jì)算機(jī)excel表格中得到體現(xiàn)，只需要在需要顯示該值的單元格中填寫如下代碼=‘\pc01ndde$‘|pc01shrnm!linxlogixtag
4.2 利用vb開發(fā)opc 客戶端
利用visual basic所開發(fā)的opc客戶端應(yīng)用程序主要采用自動(dòng)化通信接口和opc服務(wù)器程序?qū)嵤┩ㄐ?。而opc基金會(huì)提供的opc 自動(dòng)化接口 opcdaauto.dll動(dòng)態(tài)鏈接庫集成了所有用于對opc服務(wù)器進(jìn)行訪問的對象,、屬性和方法，為利用visual basic開發(fā)opc 客戶端應(yīng)用程序提供了極大方便,。程序設(shè)計(jì)時(shí),，opc客戶程序應(yīng)當(dāng)首先生成opc服務(wù)器支持的opc對象，然后再使用opc對象支持的屬性和方法,，實(shí)現(xiàn)對 opc服務(wù)器的操作和訪問,。
opc數(shù)據(jù)訪問對象主要包括opc服務(wù)器（opcserver）、opc組集合（opcgroups）,、opc組（opcgroup）,、 opc標(biāo)簽集合（opcitems）,、opc標(biāo)簽（opcitem）、opc瀏覽器（opcbrowser）等幾個(gè)部分,。程序設(shè)計(jì)時(shí),，要首先在 visual basic環(huán)境下選擇對opc automation 2.0接口的引用，此時(shí),，opc對象會(huì)被自動(dòng)添加到正在開發(fā)的工程項(xiàng)目中,，然后，再根據(jù)需要建立這些對象的實(shí)例并利用其屬性和方法來實(shí)現(xiàn)對opc服務(wù)器的訪問,。對opc服務(wù)器的訪問主要包括聲明opc對象實(shí)例,、連接 opc server、添加標(biāo)簽變量,、讀寫opc服務(wù)器（同步/異步）,、斷開連接等幾個(gè)步驟。
opc對象實(shí)例的聲明主要包括對opc服務(wù)器,、opc組集合,、opc組、opc標(biāo)簽集合,、opc服務(wù)器句柄的聲明及程序所需要的其它實(shí)例的聲明,。opc客戶端和opc server的連接主要靠調(diào)用opc服務(wù)器對象實(shí)例的connect方法函數(shù)來完成，例如,，連接本地計(jì)算機(jī) dassidirect和rslinx opc server 的代碼分別為connect（"archestra.dassidirect.1"）和 connect（"rslinx opc server"）
連接網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（ip地址為10.144.45.45）上dassidirect和rslinx opc server 的代碼分別為 connect（"archestra.dassidirect.1", "\10.144.45.45"）和 connect（"rslinx opc server", "\10.144.45.45"）
需要說明的是當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)程opc連接時(shí),，必須在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行dcomcnfg程序，并啟動(dòng)該計(jì)算機(jī)opc服務(wù)器的dcom服務(wù),。
標(biāo)簽變量的添加主要由opc標(biāo)簽集合的additems方法函數(shù)實(shí)現(xiàn),，該函數(shù)定義了添加的標(biāo)簽數(shù)量、標(biāo)簽變量名（數(shù)組）,、應(yīng)用程序句柄（數(shù)組）,、opc服務(wù)器句柄（數(shù)組）、錯(cuò)誤代碼（數(shù)組）等方面的信息,。例如,，為dassidirect和rslinx opc服務(wù)器添加標(biāo)簽變量的代碼為 tagnms（1）=”portcps7.jsbf.db2,x48.0”或者tagnms（1）=”linxlogixtag”
my_items.additems itmnum, tagnms, clienthdls, svrhandles, err
其中，my_items為opc標(biāo)簽集合的一個(gè)實(shí)例,。標(biāo)簽變量添加完成后,，可通過syncread、syncwrite和 asyncread,、asyncwrite四個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對opc服務(wù)器中相應(yīng)數(shù)據(jù)的讀寫操作,。在讀寫操作完成后，程序?qū)?huì)自動(dòng)執(zhí)行 syncreadcomplete,、syncwritecomplete和asyncread-complete,、asyncwritecomple- te等過程,，opc客戶端應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)顯示、故障診斷等功能可在該段程序代碼中實(shí)現(xiàn),。
此外,，在對opc服務(wù)器完成讀寫后，可以調(diào)用opc服務(wù)器的disconnect方法來斷開與相應(yīng)opc服務(wù)器的連接,。不過,，為了節(jié)省系統(tǒng)開支，增加程序穩(wěn)定性,，通常要在斷開和opc服務(wù)器連接前先移除opc服務(wù)器中的opc標(biāo)簽和opc組,，并將opc集合對象都置為nothing，然后再執(zhí)行disconnect操作并將opc server對象實(shí)例置為nothing,。

5 結(jié)束語
dde,、opc技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展已經(jīng)在包括工業(yè)自動(dòng)控制在內(nèi)的諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。dde作為一種較成熟的數(shù)據(jù)交換方式已擁有最全面的支持,，而opc技術(shù)也越來越受眾多自動(dòng)化軟硬件企業(yè)的支持與青睞,，所以，在將來很長的一段時(shí)間里,，dde與opc將繼續(xù)在各自的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,，dde、opc技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為我們提供了一個(gè)方便的數(shù)據(jù)訪問接口,，從而使控制系統(tǒng)進(jìn)一步走向開放,用戶系統(tǒng)因此受益,。