【摘要】 OPC是OLE for Process Control的缩写，是一种利用微软的COM/DCOM技术来达成自动化控制的协定。通过OPC协定，软件开发者不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息，可以很容易实现数据采集和控制。本文结合我台自台监测系统建设案例详细阐述了OPC技术特点及其在广播电台自动化控制中的应用。
【关键词】 OPC 广播电台 自动控制 应用
一．OPC（OLE for Process Control）技术特点
OPC是OLE for Process Control的缩写，OPC是一种利用微软的COM/DCOM技术来达成自动化控制的协定。在工业自动化中，管理信息系统由底层的各项装置采集信息 (Field Management)，中层的控制系统或图控应用程序进行程序控制 (Process Management)，再由最上层的整合软件将这些信息整合起来以供企业决策或效能提升,OPC为硬件制造商与软件开发商提供了一条桥梁，透过硬件厂商提供的OPC Server接口，软件开发者不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息，此外，由于COM/DCOM使用并隐藏了网络的细节，透过OPC可以很容易地达成远程控制的理想。
COM（所谓COM并非是一种计算机语言，与运行机器、机器操作系统支持的COM，以及软件开发语言均无关，是任意两个软件组件之间都可以相互通信二进制和网络标准。）透过一组一组的接口(Interface)提供服务，所有 COM组件的使用者，都必须透过这些 Interface来使用组件提供的功能。OPC的规格中便定义了许多OPC Server应该提供的Interface，要撰写一个OPC Server的COM组件，必须在组件中加入这些接口，并提供它们的使用，Client便可以透过这些接口，操作连接到OPC Server的硬件装置，这也就是OPC Server/Client运作的方式。如下图：
OPC Server透过分组的接口提供服务，架构上，OPC Server共分为三层：分别是OPCServer,OPCGroup,OPCItem,其中每一个OPCItem对应到一个实际的硬件装置上的某一个channel或port；每一个OPCGroup则包含了许多的OPCItem，同时并定义这些OPCItem更新的时间、方式，以及提供读取OPCItem值的接口；而每一个OPCServer则包含若干个OPCGroup，同时提供操作这些OPCGroup的接口。
下图可以较清楚地说明OPCServer/OPCGroup/OPCItem间的关系：
利用OPC系统，是由按照应用程序(客户程序)的要求提供数据采集服务的OPC服务器，使用OPC服务器所必需的OPC接口，以及接受服务的OPC应用程序所构成。OPC服务器是按照各个供应厂商的硬件所开发的，使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统的差异，从而实现不依存于硬件的系统构成。
二．广播发射台设备特点
广播发射台负责电波的发射，根据本人在广播电台的多年工作，其设备主要有以下几个特点。
（一）设备种类多样自动化难度大
广播发射台内的设备繁多，有弱电设备，也有强电设备，有室内设备，也有户外设施。设备制造厂商也是多种多样，信号采集和控制量很大。比如信号接收的有卫星接收机、光端机；电源有高压柜、低压柜；音频处理的有音频处理器、信号切换器；各类发射机等。一般来说一个发射台设备种类多达十几种，自动化实现的难度比较大。
（二）电磁环境复杂
发射机房内电磁环境复杂，干扰严重。特别是大功率广播发射台电磁干扰强烈，距离馈线、天线较近的区域场强比较高，局部地区综合场强甚至超过1000V/m，远远超过标准中所规定的辐射电磁场干扰3级试验10V/m的标准。存在着严重影响电子设备正常运行的问题。随着信息网络的发展，系统电子设备的数量和规模在不断扩大，而组成网络的电子设备，其工作电压很低，当电子设备一旦受到过电压的袭击时，遭遇破坏和受到干扰影响的几率会大大增加，其后果可能使整个自动化系统运行遭到损坏，处于瘫痪、并且造成巨大的经济损失，甚至人身伤害。
（三）发射台设备采样和控制要求精确
安全优质播出是广播电视技术工作的目标。广播是一个群体性合作的行业,从节目采编、制作、到播出,有着众多的环节,凝聚这着众多人的心血。而节目发射是这众多环节中最后也是最至关重要的一环。这就要求在广播发射台实现自动化时采样和控制必需安全精准，各类设备通讯准确无误。
三、OPC技术在广播电台自动化控制中的应用案例
下面我结合以上分析的“OPC技术特点”和“广播发射台设备特点”，谈谈“海峡之声广播电台”利用OPC技术在发射台建设自动化系统中解决的实际问题。
我们建设的自台监控系统可分为“下位机”和“上位机”两部分。下位机主要负责数据采集和输出控制，硬件采用了西门子PLC（可编程逻辑控制器）和其他的一些传感控制器（视频、温度、水位等）。OPC在系统开发过程得到很好应用，通过OPC协定，我们不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息，可以很容易实现数据采集和控制。
（一）我们为什么选择使用OPC技术
早期计算机系统，实现不同硬件和软件所构成计算机之间数据交换和通信，必须要花费很多时间去开发独自通信程序。而且开发出来的通信程序可靠度不高，可移植性差。若采用OPC接口技术，可以使有限精力更多地投入到自动监控系统本身功能开发中去。通过OPC技术也使得不同供应商提供的设备无须特别软件开发就可以互相连接。很大程度了减轻了系统开发的工作量，同时还提高了系统的可靠程度。
（二）通过使用OPC技术解决了哪些具体问题
首先是节约了开发经费，提高了系统稳定性。OPC定义了一个开放接口，这个接口上，基于PC软件组件能交换数据，我们只需要开发唯一通讯接口程序--OPC客户机接口。应该说，OPC诞生以前，硬件驱动器和连接应用程序之间接口并没有统一标准。例如，自动化领域，连接PLC等控制设备和SCADA／HMI软件，需要不同通信系统构成。某调查结果，控制系统软件开发所需费用中，各种各样机器应用程序设计占费用7成，而开发机器设备间连接接口则占了3成。此外，广播电台远程自动化实现时，当希望把分布的各发射台控制系统中所有数据传送到总台管理系统时，必须开发多个特定接口,必须花费大量时间去开发分别对应设备的通信程序。利用OPC技术就大大简化了这个过程，同时也使得系统更加稳定可靠。
其次是提高了系统可扩展性。OPC系统是由应用程序(客户程序)要求提供数据采集服务OPC服务器， OPC服务器是各个供应厂商硬件所开发，使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统差异，实现不依存于硬件系统构成。过去，使用专用接口程序经常受限于单个应用程序。现一个应用程序能有若干个客户机OPC接口访问OPC服务器，能更灵活访问OPC服务器功能和内部数据。具备多客户机能力，同时还能DCOM(分布式组件对象模型)用分布式网络上。例如一个运行办公室计算机上可视化系统不必购买附加接口程序软件就能与位于发射台内OPC服务器链接一起，进而可以获得底层采集数据，进行远程控制。所以说OPC技术使得广播发射台自动监控系统具有灵活性和高水平机动性能，控制系统增设和组件置换，更加简单，使远程数据访问也变容易。
四．结束语
使用OPC(OLE for process control)技术，第一次实现了不用考虑驱动程序和接口问题，就可以自动化控制软、硬件之间实行无缝链接。总之OPC技术在工业自动化控制中得到广泛应用，特别是将此项技术应用到广播发射台自动监控中，大大减轻了技术人员开发通讯程序的工作量，提高了监控系统的可靠性，有较好的应用和推广前景，各广播电台可以参考，借鉴使用。B&P
参考文献
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[4]《自动控制原理》王锁庭 化学工业 2009年8月
[5]《自动控制技术及应用》于长官 哈工大 2007年1月
[6]《电气控制与PLC》 杨亚萍 化学工业 2009年7月