1  引言

    随着计算机科学技术、工业控制等方面的新技术的迅速发展，计算机监控系统由早期的集中式监控向全分布式的方向发展，计算机监控系统软件也从早期面向功能的系统，随着面向对象技术、分布式对象计算、多层次Client/Server技术的成熟，发展为面向具体现场设备为特征的面向对象的计算机监控系统。
同时，计算机监控系统规模越来越大，不同厂家生产的现场设备的种类在不断的增加，
由于不同厂家所提供的现场设备的通讯机制并不相同，计算机监控系统软件需要开发的设备通信驱动程序也就越来越多，而基于COM/DCOM技术的OPC技术，提供了一个统一的标准，不同厂商只要遵循OPC技术标准就可以实现软硬件的互操作性。目前已有很多监控软件支持OPC技术。本文以ROCKWELL公司的Control Logix PLC在某水电厂计算机监控系统的应用为例浅谈基于OPC访问的双以太网的冗余实现。

2  双网系统的结构及功能

  系统结构如图1所示:

图1    双网系统结构图

该水电厂共有2台水轮发电机组，一套公用设备。
整个系统采用双以太网冗余设计, 上位机系统采用南瑞自控公司自主开发的软件EC2000, 采用双网卡的工业控制计算机作为操作员站, 设有2台工业控制交换机，2台水电机组控制及公用设备的控制均采用ROCKWELL公司生产的配置双CPU，双网卡的Control Logix PLC。
功能要求:
(1) 常规单网系统的监视、控制功能;
(2) PLC 主CPU坏，自动切换到从CPU通讯;
(3) PLC 主以太网卡坏、主网络线坏，自动切换到从以太网卡通讯;
(4) 主交换机坏，自动切换到从交换机通讯;
(5) 操作员站主网卡坏，自动切换到从网卡通讯。

3  基于OPC的通讯软件开发及实现

3.1  OPC简介
OPC(OLE for Process Control)是为过程控制设计的OLE技术，由一些世界上占领先地位的自动化系统和硬件、软件公司与微软(Microsoft)紧密合作而建立的，OPC基金会负责OPC规范的制定和发布。OPC提出了一套统一的标准，采用Client/Server模式，针对硬件设备的驱动程序由硬件厂商或专门的公司完成，提供具有统一OPC接口的Server程序，软件厂商按照OPC标准访问Server程序，即可实现与硬件设备的通信。

3.2  OPC规范
基于COM/DCOM技术的OPC采用Client/Server结构，为各厂家提供了一个公用的数据交换标准和规范，各个硬件设备厂家为其设备提供一个符合OPC规范接口的服务器，其他应用程序通过OPC接口对OPC服务器的访问实现对硬件设备的读写，由此软件开发者只需要开发一套OPC Client程序，而不需要了解各硬件设备的通讯协议，也不需要为市场上几百种的硬件设备写专门的驱动程序。详细的OPC规范可到OPC基金会网站下载。
OPC主要包括OPC服务器(Server)和OPC应用程序(Client)两部分。其中一个OPC Client可以连接一个或多个OPC服务器，而多个OPC Client也可以同时连接一个OPC服务器，如图2所示:

图2   OPC CLIENT/OPC SERVER 关系

3.3  OPC服务器组成 
OPC服务器由三类对象组成:服务器(Server)、组(Group)、和数据项(Item)。
(1) 服务器对象保存服务器和服务器作为OPC组对象容器的所有信息。
(2) OPC组对象保存组对象的信息, 并提供组织OPC数据项的机制。OPC组对象为客户提供了组织数据的一种方法。例如, 一个组可能代表一个特殊设备的数据项。OPC Client可以通过组对象来读写数据，并可以设定OPC服务器应该提供给OPC Client的数据更新速率。OPC规范定义了2种组对象:公共组和私有组。公共组由多个客户共享, 局部组只隶属于一OPC客户。全局组对所有连接在服务器的应用程序都有效，而私有组只能对建立他的Client有效。在一个Server中, 可以有若干个组, 如图3所示: