图1  OPC XML提供了工厂底层到企业高层应用的新途径

2  OPC XML 技术基础

    OPC XML技术主要涉及WEB服务器技术及SOAP技术。

2.1  WEB服务器技术
    简单的说，Web Service就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。它使用户能够用编程的方法通过Web调用来实现某个功能的应用程序。从深层次上看，Web Service是一种新的Web应用程序分支，它们是自包含、自描述、模块化的应用，可以在网络（通常为Web）中被描述、发布、查找以及通过Web来调用。同时，Web Service是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作，这些技术规范（协议）包括：
    (1)  XML（可扩展的标记语言）：Web Service平台中表示数据的基本格式，除了易于建立和易于分析外，XML主要的优点在于它既与平台无关，又与厂商无关；
    (2)  XSD：Web Service平台数据类型，系统的所有使用的数据类型必须被转换为XSD类型；
    (3)  WSDL：Web Service描述语言，基于XML的语言，用于描述Web Service及其函数、参数和返回值；
    (4)  UDDI：一套基于Web的、分布式的、为Web Service提供的、信息注册中心的实现标准规范，同时也包含一组使企业能将自身提供的Web Service注册，以使别的企业能够发现的访问协议的实现标准；
    (5)  远程过程调用RPC与消息传递：用于应用程序间的通信。

2.2  SOAP技术（简单对象访问协议）
    SOAP是一个轻量级数据传输协议，通常应用于分散、分布式计算与控制环境中作为数据信息交换协议。简单的说SOAP就是XML+HTTP，主要包括3部分内容：(1) 为一组数据信息中描述的是什么内容及怎样处理定义了一种框架结构外壳；(2) 用于表达应用程序所定义数据类型实例的一套编码规则；(3) 用于表征远程过程调用和响应的一组约定。SOAP能够潜在应用于与其他多种传输协议的结合，尤其是HTTP和HTTP扩展框架结构，（见以下SOAP例子）。SOAP自身不能定义任何应用程序语义，如程序模式或执行细节等，相反，它为描述应用程序语义确立了一种简化机制，这需要通过为模件中的编码数据提供一种模件化包装模式和编码机制来实现。
   

3  OPC XML-DA技术规范

    OPC XML-DA 规范1.0 版是OPC基金会于2003 年7 月发布的，此规范是OPC 基金会的第1 个OPC XML 接口规范。其它OPC-COM 接口，如报警事件(AE) 接口和历史数据访问(HDA)接口，将来也会作为XML 接口被重新设计，并有相应的规范发布。OPC XML-DA 规范的核心部分是OPC XML-DA Schema，它定义了构成OPC XMLWeb服务的数据类型、结构和方法等，此外规范还对通信协议、发现机制、错误处理、互操作性等底层细节进行了规定。

3.1   XML-DA对象调用方法及步骤
    XML-DA同COM-DA相比，对对象的调用方法已完全不同：COM-DA表现为紧耦合方式，组建间可以建立通信通路，通过COM连接点技术实现服务器和客户端的通讯，大部分工作通过客户端提供回调函数实现；XML-DA表现为松耦合，它不具备"通信通路"机制，因此为了实现数据的订阅和更新，它采用了轮询查询方式，图2为整个轮询查询的过程描述。

图2  轮询查询的交互过程

    整个轮询查询过程按照以下七个步骤进行：
    第一步：客户端向服务器端发初始化定义（Subscribe），指定所定义的数据（Item[ ]）；
    第二步：服务器端相应客户端初始化定义（SubscribeResponse），返回客户端所定义的数据标识及初始化值；
    第三步：客户端根据服务器端返回数据标识，向服务器端发出SubscrptionPollRefresh请求；

    注：客户端使用SubscrptionPollRefresh请求时，可设置HoldTime和WaitTime参数，如果在Holdtime 期间任何一个项目的值发生了变化，就在Holdtime 结束时刻返回响应，否则开始等待。如果在等待时间(Waittime) 内任何一个项目的值发生了变化,就立即返回响应。如果在Holdtime 和Waittime 两段时间内没有一个项目的值发生变化，就在Waittime 结束时返回一个响应，但这个响应不包含任何项目的值；该模式设计目的在于减少了服务器和客户端数据交换负荷，提高OPC XML的性能。

    第四步：服务器端向客户端返回SubscrptionPollRefresh调用以来，项目列表中发生的变化的所有项目；
    第五步：客户端处理相应的变化，如果需要继续查询，回到第三步；
    第六步：否则，向服务器端发出SubscriptionCancel请求；
    第七步：服务器响应SubscriptionCancel请求，删除当前Subscribe 调用中指定的项目列表。

    从中不难看出，XML-DA轮询查询过程非常接近与OPC-COM 的"异步回调机制"，客户端在处理完一次服务器返回后，不需要等待可以直接进入下一次请求刷新，时间周期的控制已经转移到服务器上，这种方式被称为"假回调"。

3.2  XML-DA服务类型
    OPC XML-DA 支持8 种服务，每种服务都包括一个请求(Request) 和一个响应(Re-sponse) 。通过对这些服务的定义，提供了访问工业现场数据的标准接口。请求和响应照SOAP协议标准被包装成SOAP 信封，信封标题（可选）说明消息如何被处理，信封正文则包含工业过程信息。
    ●  Browse 在服务器的命名空间里搜索所有可获取的项目(item) 的名字(标记名) 。
    ●  GetProperties 返回一个或多个项目的相关信息。
    ●  GetStatus 返回关于服务器、版本、当前模式、运行状况等信息。
    ●  Read 返回一个或多个项目的值、品质和时间戳。
    ●  Subscribe 指定一个客户希望持续更新的项目列表。
    ●  SubscriptionCancel 删除在前一个Subscribe 调用中指定的项目列表。
    ●  SubscriptionPolledRefresh返回自前一个SubscrioptionPolledRefresh 调用以来，在项目列表中数值发生变化的所有项目。
    ●  Write 向一个或多个项目中写入新值。

3.3  XML-DA数据类型
    OPC XML-DA 数据类型从高到低依次分为Request 、List 、Item 3个等级，较低的数据类型属性可以涵盖较高数据类型属性。基本的数据类型有：string、boolean、float 等20 种简单类型以及枚举类型和数组类型。其中的简单类型是XML数据类型的一个子集，并与OPC-COM-DA 定制接口规范规定的数据类型相一致。此外，规范还规定了一些复合类型(ComplexType)，主要包括：Re-questList、RequestItem、ItemValue 、RequestOptions、ServerState 、ReplyBase 、OPCError、ItemProperty 等。OPC XML-DA 规范的所有接口都基于这些数据类型定义。规范同时支持空参数。

3.4  OPC-COM-DA和OPC XML-DA的协调

图3  OPC XML-DA与OPC-COM-DA协调图