2 dde與opc技術的工作機制
2.1 dde技術的工作機制
dde是為在同一臺計算機或不同計算機上運行的程序提供動態(tài)數(shù)據(jù)交換，最早由microsoft 公司提出的。動態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）技術由于其具有實時性好、網絡通信連接實現(xiàn)方便等特點，在控制軟件與信息網絡集成中得到了廣泛應用。
動態(tài)數(shù)據(jù)交換基于windows消息機制，各應用程序間通過傳遞消息進行對話交換信息。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，而服務器（server）是數(shù)據(jù)的提供者，兩者之間通過請求、應答、傳輸三個步驟來完成數(shù)據(jù)的傳送。dde協(xié)議使用服務（service）、主題（topic）和數(shù)據(jù)項（item）三級命名來標識dde所傳遞的數(shù)據(jù)單元。一般情況下，服務（service）就是應用程序的文件名，主題是對服務器有意義的信息單元。每次dde客戶與服務程序之間的對話都是先由客戶啟動的，所以在每次客戶啟動之前，dde服務器應當首先投入運行。
當客戶程序需要向服務器程序請求數(shù)據(jù)時，客戶程序發(fā)送一條wm-dde-initiate消息給當前運行的所有windows應用程序，這條消息不但包含了它所需要的服務器名（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消息的應用程序通過判別服務器名和會話主題決定是否應答，一旦dde服務器響應了這條被傳播的消息，dde會話就開始了。
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 server中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后不主動通知client，但client可以隨時從server讀寫數(shù)據(jù)；在溫連接方式下，當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server中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后馬上通知client，同時將變化的數(shù)據(jù)直接送給client。
dde的網絡形式稱為netdde，它包含了dde的全部特征，是動態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde）的擴充，可以在跨越網絡的計算機之間使用。采用 netdde后，兩個或更多網絡上的應用能夠通過dde共享來建立網絡上不同工作站之間的連接，從而實現(xiàn)站站之間的動態(tài)信息共享。
2.2 opc技術的工作機制
在opc技術出現(xiàn)以前，dde技術是絕大多數(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，因此，當通信量較大時，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)刷新速度慢、安全性管理機制差、可靠性能低等現(xiàn)象，從而就有可能致使dde客戶程序在較長時間內得不到回應。和 dde 技術相比，基于com和dcom技術的opc技術具有數(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。

圖1 自定義接口和自動化接口與opc服務器通信方式示意圖

和wonderware公司的dassid
-irect一樣，rslinx也支持opc/dde兩種通訊方式。當intouch和rslinx以dde方式進行通訊時，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之間的對應關系,然后再對intouch中“訪問名”做相應的配置。不過，此時“訪問名”中“應用程序名”應設置為 rslinx，“訪問名”中的“主題名”則應和在rslinx中所添加的topic名稱完全一致。而intouch標簽變量“項目名”的填寫也應遵從 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。
當采用siemens 公司的wincc作為opc client與opc服務器進行opc方式連接時，首先需要在wincc資源管理器中添加opc通訊驅動程序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服務器名稱”和 “變量地址名稱”，這樣便可建立該變量到opc服務器的連接。需要說明的是，不同的opc服務器，其opc服務器名稱和地址格式是不盡相同的，例如 siemens simatic net opc服務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dde、opc服務器軟件通訊的實現(xiàn)方法與此類似，不再贅述。
此外，由于dde、opc都是標準規(guī)范，所以也可以根據(jù)需要來實現(xiàn)dde、opc之間的接口轉換來滿足實際需求，例如wonderware公司的opclink便是實現(xiàn)opc、dde接口轉換的專用軟件。

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技術規(guī)范作為其軟件接口，而scada監(jiān)控軟件在實際工程應用中則扮演了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客戶端軟件的實例。
dde、opc客戶端軟件可采用visual c++、visual basic、delphi等編程軟件實現(xiàn)，這里主要對如何用visual basic 6.0編寫dde、opc 客戶端實現(xiàn)和dde、opc 服務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 公司軟件產品的重要一員，visual basic理所當然的對windows操作系統(tǒng)的下的dde技術給予支持。 visual basic為一些控件提供了用于dde動態(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兩項屬性分別對應于dde通訊架構中的主題名和數(shù)據(jù)項名，linktimeout、linkmode分別表示dde 客戶端與dde服務器的嘗試連接時間和連接模式（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服務器數(shù)據(jù)發(fā)生變化時主動發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶端。linkrequest、 linkpoke分別用于dde 客戶端對dde服務器數(shù)據(jù)的讀寫操作。
根據(jù)應用程序與服務器程序dde方式通訊機制，可以在visual basic編程環(huán)境下開發(fā)適合實際需要的dde客戶端應用程序。例如，visual basic訪問intouch 程序變量“intouchtag”時，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的應用程序名和主題名，“linkmode”值為1表示該應用程序與windowviewer的連接方式為automatic（即“熱連接”）方式。這樣，當該應用代碼被執(zhí)行時，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的應用程序名以及在dassidirect和rslinx dde服務器中建立的主題名。而“db5.w20”和 “linxlogixtag”則分別對應于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，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的網絡擴展形式，主要為網絡上不同計算機之間的動態(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的客戶端應用程序。與開發(fā)dde客戶端不同的是，網絡上作為dde服務器和客戶端的計算機都要啟動netdde.exe服務，并在作為 dde服務器的計算機上同時啟動ddeshare.exe程序，對新建的dde共享進行必要的設置。如下代碼的功能為計算機pc02讀取pc01計算機上 rslinx dde服務器所采集的"linxlogixtag" plc變量的值。
label4.linktopic= "\pc01
ndde$|pc01shrnm"
label4.linkitem= "linxlogixtag"
label4.linkmode=1
label4.linkrequest
由于netdde的訪問采用了“\<計算機名>|<共享名>!<變量名>” 的形式，所以，上述代碼中的“pc01”、“pc01shrnm”分別為dde服務器的計算機名和ddeshare．exe程序中的新建共享名，而dde 訪問所需要的應用程序名rslinx和主題名rslinxtopic則在新建共享“pc01shrnm”的屬性對話框中進行了設置。
此外，由于excel也支持dde技術，所以pc01計算機上rslinx dde服務器plc變量linxlogixtag的變化也可以在 pc02計算機excel表格中得到體現(xiàn)，只需要在需要顯示該值的單元格中填寫如下代碼=‘\pc01ndde$‘|pc01shrnm!linxlogixtag
4.2 利用vb開發(fā)opc 客戶端
利用visual basic所開發(fā)的opc客戶端應用程序主要采用自動化通信接口和opc服務器程序實施通信。而opc基金會提供的opc 自動化接口 opcdaauto.dll動態(tài)鏈接庫集成了所有用于對opc服務器進行訪問的對象、屬性和方法，為利用visual basic開發(fā)opc 客戶端應用程序提供了極大方便。程序設計時，opc客戶程序應當首先生成opc服務器支持的opc對象，然后再使用opc對象支持的屬性和方法，實現(xiàn)對 opc服務器的操作和訪問。
opc數(shù)據(jù)訪問對象主要包括opc服務器（opcserver）、opc組集合（opcgroups）、opc組（opcgroup）、 opc標簽集合（opcitems）、opc標簽（opcitem）、opc瀏覽器（opcbrowser）等幾個部分。程序設計時，要首先在 visual basic環(huán)境下選擇對opc automation 2.0接口的引用，此時，opc對象會被自動添加到正在開發(fā)的工程項目中，然后，再根據(jù)需要建立這些對象的實例并利用其屬性和方法來實現(xiàn)對opc服務器的訪問。對opc服務器的訪問主要包括聲明opc對象實例、連接 opc server、添加標簽變量、讀寫opc服務器（同步/異步）、斷開連接等幾個步驟。
opc對象實例的聲明主要包括對opc服務器、opc組集合、opc組、opc標簽集合、opc服務器句柄的聲明及程序所需要的其它實例的聲明。opc客戶端和opc server的連接主要靠調用opc服務器對象實例的connect方法函數(shù)來完成，例如，連接本地計算機 dassidirect和rslinx opc server 的代碼分別為connect（"archestra.dassidirect.1"）和 connect（"rslinx opc server"）
連接網絡遠程計算機（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"）
需要說明的是當進行遠程opc連接時，必須在遠程計算機上運行dcomcnfg程序，并啟動該計算機opc服務器的dcom服務。
標簽變量的添加主要由opc標簽集合的additems方法函數(shù)實現(xiàn)，該函數(shù)定義了添加的標簽數(shù)量、標簽變量名（數(shù)組）、應用程序句柄（數(shù)組）、opc服務器句柄（數(shù)組）、錯誤代碼（數(shù)組）等方面的信息。例如，為dassidirect和rslinx opc服務器添加標簽變量的代碼為 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標簽集合的一個實例。標簽變量添加完成后，可通過syncread、syncwrite和 asyncread、asyncwrite四個函數(shù)實現(xiàn)對opc服務器中相應數(shù)據(jù)的讀寫操作。在讀寫操作完成后，程序將會自動執(zhí)行 syncreadcomplete、syncwritecomplete和asyncread-complete、asyncwritecomple- te等過程，opc客戶端應用程序的數(shù)據(jù)顯示、故障診斷等功能可在該段程序代碼中實現(xiàn)。
此外，在對opc服務器完成讀寫后，可以調用opc服務器的disconnect方法來斷開與相應opc服務器的連接。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服務器連接前先移除opc服務器中的opc標簽和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對象實例置為nothing。

5 結束語
dde、opc技術的出現(xiàn)與發(fā)展已經在包括工業(yè)自動控制在內的諸多領域得到了廣泛的應用。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技術也越來越受眾多自動化軟硬件企業(yè)的支持與青睞，所以，在將來很長的一段時間里，dde與opc將繼續(xù)在各自的應用領域發(fā)揮重要作用，dde、opc技術的出現(xiàn)和發(fā)展為我們提供了一個方便的數(shù)據(jù)訪問接口，從而使控制系統(tǒng)進一步走向開放,用戶系統(tǒng)因此受益。