【摘要】 OPC是OLE for Process Control的縮寫，是一種利用微軟的COM/DCOM技術來達成自動化控制的協定。通過OPC協定，軟件開發者不必考慮各項不同硬件間的差異，便可自硬件端取得所需的信息，可以很容易實現數據采集和控制。本文結合我臺自臺監測系統建設案例詳細闡述了OPC技術特點及其在廣播電臺自動化控制中的應用。
【關鍵詞】 OPC 廣播電臺 自動控制 應用
一．OPC（OLE for Process Control）技術特點
OPC是OLE for Process Control的縮寫，OPC是一種利用微軟的COM/DCOM技術來達成自動化控制的協定。在工業自動化中，管理信息系統由底層的各項裝置采集信息 (Field Management)，中層的控制系統或圖控應用程序進行程序控制 (Process Management)，再由最上層的整合軟件將這些信息整合起來以供企業決策或效能提升,OPC為硬件制造商與軟件開發商提供了一條橋梁，透過硬件廠商提供的OPC Server接口，軟件開發者不必考慮各項不同硬件間的差異，便可自硬件端取得所需的信息，此外，由于COM/DCOM使用并隱藏了網絡的細節，透過OPC可以很容易地達成遠程控制的理想。
COM（所謂COM并非是一種計算機語言，與運行機器、機器操作系統支持的COM，以及軟件開發語言均無關，是任意兩個軟件組件之間都可以相互通信二進制和網絡標準。）透過一組一組的接口(Interface)提供服務，所有 COM組件的使用者，都必須透過這些 Interface來使用組件提供的功能。OPC的規格中便定義了許多OPC Server應該提供的Interface，要撰寫一個OPC Server的COM組件，必須在組件中加入這些接口，并提供它們的使用，Client便可以透過這些接口，操作連接到OPC Server的硬件裝置，這也就是OPC Server/Client運作的方式。如下圖：
OPC Server透過分組的接口提供服務，架構上，OPC Server共分為三層：分別是OPCServer,OPCGroup,OPCItem,其中每一個OPCItem對應到一個實際的硬件裝置上的某一個channel或port；每一個OPCGroup則包含了許多的OPCItem，同時并定義這些OPCItem更新的時間、方式，以及提供讀取OPCItem值的接口；而每一個OPCServer則包含若干個OPCGroup，同時提供操作這些OPCGroup的接口。
下圖可以較清楚地說明OPCServer/OPCGroup/OPCItem間的關系：
利用OPC系統，是由按照應用程序(客戶程序)的要求提供數據采集服務的OPC服務器，使用OPC服務器所必需的OPC接口，以及接受服務的OPC應用程序所構成。OPC服務器是按照各個供應廠商的硬件所開發的，使之可以吸收各個供應廠商硬件和系統的差異，從而實現不依存于硬件的系統構成。
二．廣播發射臺設備特點
廣播發射臺負責電波的發射，根據本人在廣播電臺的多年工作，其設備主要有以下幾個特點。
（一）設備種類多樣自動化難度大
廣播發射臺內的設備繁多，有弱電設備，也有強電設備，有室內設備，也有戶外設施。設備制造廠商也是多種多樣，信號采集和控制量很大。比如信號接收的有衛星接收機、光端機；電源有高壓柜、低壓柜；音頻處理的有音頻處理器、信號切換器；各類發射機等。一般來說一個發射臺設備種類多達十幾種，自動化實現的難度比較大。
（二）電磁環境復雜
發射機房內電磁環境復雜，干擾嚴重。特別是大功率廣播發射臺電磁干擾強烈，距離饋線、天線較近的區域場強比較高，局部地區綜合場強甚至超過1000V/m，遠遠超過標準中所規定的輻射電磁場干擾3級試驗10V/m的標準。存在著嚴重影響電子設備正常運行的問題。隨著信息網絡的發展，系統電子設備的數量和規模在不斷擴大，而組成網絡的電子設備，其工作電壓很低，當電子設備一旦受到過電壓的襲擊時，遭遇破壞和受到干擾影響的幾率會大大增加，其后果可能使整個自動化系統運行遭到損壞，處于癱瘓、并且造成巨大的經濟損失，甚至人身傷害。
（三）發射臺設備采樣和控制要求精確
安全優質播出是廣播電視技術工作的目標。廣播是一個群體性合作的行業,從節目采編、制作、到播出,有著眾多的環節,凝聚這著眾多人的心血。而節目發射是這眾多環節中最后也是最至關重要的一環。這就要求在廣播發射臺實現自動化時采樣和控制必需安全精準，各類設備通訊準確無誤。
三、OPC技術在廣播電臺自動化控制中的應用案例
下面我結合以上分析的“OPC技術特點”和“廣播發射臺設備特點”，談談“海峽之聲廣播電臺”利用OPC技術在發射臺建設自動化系統中解決的實際問題。
我們建設的自臺監控系統可分為“下位機”和“上位機”兩部分。下位機主要負責數據采集和輸出控制，硬件采用了西門子PLC（可編程邏輯控制器）和其他的一些傳感控制器（視頻、溫度、水位等）。OPC在系統開發過程得到很好應用，通過OPC協定，我們不必考慮各項不同硬件間的差異，便可自硬件端取得所需的信息，可以很容易實現數據采集和控制。
（一）我們為什么選擇使用OPC技術
早期計算機系統，實現不同硬件和軟件所構成計算機之間數據交換和通信，必須要花費很多時間去開發獨自通信程序。而且開發出來的通信程序可靠度不高，可移植性差。若采用OPC接口技術，可以使有限精力更多地投入到自動監控系統本身功能開發中去。通過OPC技術也使得不同供應商提供的設備無須特別軟件開發就可以互相連接。很大程度了減輕了系統開發的工作量，同時還提高了系統的可靠程度。
（二）通過使用OPC技術解決了哪些具體問題
首先是節約了開發經費，提高了系統穩定性。OPC定義了一個開放接口，這個接口上，基于PC軟件組件能交換數據，我們只需要開發唯一通訊接口程序--OPC客戶機接口。應該說，OPC誕生以前，硬件驅動器和連接應用程序之間接口并沒有統一標準。例如，自動化領域，連接PLC等控制設備和SCADA／HMI軟件，需要不同通信系統構成。某調查結果，控制系統軟件開發所需費用中，各種各樣機器應用程序設計占費用7成，而開發機器設備間連接接口則占了3成。此外，廣播電臺遠程自動化實現時，當希望把分布的各發射臺控制系統中所有數據傳送到總臺管理系統時，必須開發多個特定接口,必須花費大量時間去開發分別對應設備的通信程序。利用OPC技術就大大簡化了這個過程，同時也使得系統更加穩定可靠。
其次是提高了系統可擴展性。OPC系統是由應用程序(客戶程序)要求提供數據采集服務OPC服務器， OPC服務器是各個供應廠商硬件所開發，使之可以吸收各個供應廠商硬件和系統差異，實現不依存于硬件系統構成。過去，使用專用接口程序經常受限于單個應用程序。現一個應用程序能有若干個客戶機OPC接口訪問OPC服務器，能更靈活訪問OPC服務器功能和內部數據。具備多客戶機能力，同時還能DCOM(分布式組件對象模型)用分布式網絡上。例如一個運行辦公室計算機上可視化系統不必購買附加接口程序軟件就能與位于發射臺內OPC服務器鏈接一起，進而可以獲得底層采集數據，進行遠程控制。所以說OPC技術使得廣播發射臺自動監控系統具有靈活性和高水平機動性能，控制系統增設和組件置換，更加簡單，使遠程數據訪問也變容易。
四．結束語
使用OPC(OLE for process control)技術，第一次實現了不用考慮驅動程序和接口問題，就可以自動化控制軟、硬件之間實行無縫鏈接。總之OPC技術在工業自動化控制中得到廣泛應用，特別是將此項技術應用到廣播發射臺自動監控中，大大減輕了技術人員開發通訊程序的工作量，提高了監控系統的可靠性，有較好的應用和推廣前景，各廣播電臺可以參考，借鑒使用。B&P
參考文獻
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