基于COM的过程控制系统通信组件的研究与开发

　　过程控制系统是工业计算机控制系统中极为重要的一部分，它面向整个生产线，中心任务是对生产线上各个设备进行优化设定。过程控制计算机设有数据跟踪、初始数据输入、在线数据采集以及模型自学习等为设定模型服务及配套的功能，设定值计算后下送基础自动化各控制器，由其执行并显示在相应的人机界面(Human Machine Interface)上，同时操作员可通过HMI对过程控制服务器进行监视和干预，如图1所示[1]。目前，HMI和基础自动化各控制器通过特定驱动程序或者OPC接口与各种型号控制器进行通信，并且配置方便、运行可靠。但是HMI与过程控制服务器的通信却非常困难，不管是软件实现技术还是通信数据的管理都比较复杂和繁琐，软件复用率较低。即使采用像VB、VC这类高级语言来开发，也同样面临这些困难。因此，迫切需要开发一套用于过程控制级的通信组件，向外部应用系统提供通用和统一的编程接口，使工程开发人员可以不必关心数据管理和通信过程的实现细节，集中精力实现过程控制功能。

　　COM编程技术是一种跨应用和语言共享二进制代码的方法，它扩展了基于对象的编程优势，如封装、多态性和软件复用等。基于COM体系结构的通信组件将更容易与HMI组态软件和外部应用系统集成。我们于2003年开始设计开发基于COM的通信组件，目前正在调试过程中。

　　1 基于con 的通信组件结构设计

　　为使过程控制通信组件具有清晰的结构层次和良好的可扩展性，并能降低子系统的开发和维护难度，本设计采用3层软件结构，分为服务器(数据)层、中间层和客户层，各层均以COM组件实现，层与层之间只能通过COM组件所提供的接口进行通信(数据交换和控制信息交换)，如图2所示。[2～3]

　　服务器(数据)层封装了访问数据的操作，它接收中间层访问数据的请求，完成实际的数据访问过程，并将数据结果返回中间层。

　　中间层是连接客户与服务器的桥梁，为客户层模块提供对过程控制服务器数据基本的读、写、简单的处理等功能[2]。中间层响应用户的请求，将这些请求转化为对实际过程控制服务器数据的访问操作，并调用相应的数据层操作，然后将数据结果返回给客户层。

　　客户层是将由中间层模块处理得到的结果通过一定格式进行封装，使之与客户层的数据模型定义相对应，供OCX和脚本与用户交互[2]。一方面，客户层接收用户输入，根据用户的输人操作调用中间层内相应的接口通知过程控制服务器;另一方面，客户层接收中间层返回的过程变量数据，并将之正确地显示出来。