計算機控制系統中PC機與現場設備通信軟件開發研究

王萌

【摘要】隨著科學技術的不斷發展，計算機的誕生與普及性運用為人們工作、學習以及生活帶來了極大的便利，而要想確保實現計算機性能的充分發揮，就需要針對當前計算機控制系統集成中所呈現出的問題進行完善解決，尤其是要針對現場設備通信協議不統一、設備兼容性與通信軟件移植性差的問題進行完善解決。本文就計算機控制系統中PC機與現場設備通信軟件的開發進行了研究，以此來搭建出相應的軟件結構模式，實現對存在問題的有效解決。

【關鍵詞】計算機控制系統 PC機 現場設備 通信軟件 開發

基于信息技術不斷發展的背景下，為了進一步解決當前現場設備不斷更新換代以及軟件開發技術不斷優化升級所帶來的問題，就需要在實現現場通信軟件開發的基礎，確保軟件具備良好的集成性。而針對計算機控制系統中PC機與現場通信軟件的開發進行研究，則能夠以統一通信接口的提供來確保計算機控制系統集成功能的有效實現，并提高現場通信軟件的性能，確保其具備良好的可拓展性與可維護性。

一、計算機控制系統與現場通信軟件概述

基于計算機控制系統下，OPC接口標準的制定促使OLE以及COM技術在工業過程控制中實現了完善運用，而Windows通信能力的不斷提升，使得數據交換與共享變得方便快捷，加上現場總線在設計中逐漸融入了數字化技術，并且具備著良好的開放性，進而在計算機過程控制中實現了廣泛運用。通過對三者的融入使得全新系統體系結構隨之誕生，且系統的靈活性與開放性隨之提升。而現場通訊軟件的運用，則承擔著處理通信信息的功能，在處理多種現場設備信息的同時，需要將數據格式進行轉化以實現統一，并以統一數據訪問接口的提供來促使信息被高度共享與充分利用。而在信息技術與通訊技術不斷發展的背景下，現場設備的種類在不斷增加，因此所提供的現場通信信息不僅多且復雜，因此，這就需要實現對現場通信軟件的升級處理，以此來適應設備更新之需，并提高用戶體驗度、滿足用戶的實際使用之需。

二、計算機控制系統PC機與現場通信軟件的開發

2.1現場設備通信軟件的體系結構

基于計算機控制系統中，集成工作實現的原理是需要將控制系統進行抽象設計，以搭建出相應的層次模型，具體而言為：第一，設備層。即將現場的通信設備，以網絡節點的方式與總線網絡進行連接，相應功能模塊的總線設備則實現對生產過程的控制；第二，數據層。主要承擔著監視與控制的功能。該層次主要實現數據的采集與傳輸，能夠實現對現場設備的有效協調，以較高的自動化控制與管理水平來滿足生產之需；第三，應用層。在接收數據后進行分析整理，實現信息的集成并與網絡連接，以此來確保管理決策等功能的發揮。基于通信軟件下，需要確保設備層與數據層、數據層與應用層間能夠實現有效的通信，進而才能夠在實現對現場設備監管控制的基礎上，實現對信息的高效采集分析與處理。在實際開發的過程中，需要確保現場通信軟件具備良好的開放性與通用性功能，結合實際進行設計，以簡化軟件構造；同時，要實現軟件功能模塊的搭建，在此基礎上，對功能模塊進行分解，形成相互獨立的可復用通信控件，且提供統一的接口。

2.2現場總線與OPC技術

第一，在FF現場總線的層次結構上，基于FF標準下，主要分為物理層、鏈路層以及應用層，在OSI標準的基礎上，增加了用戶層，以此形成了FF體系結構。第二，在OPC技術上，借助OLE/COM技術，使用的是客戶/服務器的結構形式，其中，OPC邏輯對象模型總共有如下三類：一是OPC服務器對象、二是OPC組對象、三是OPC項目對象，而各類對象有著相應的系列接口。

2.3計算機控制系統PC機與現場設備通訊軟件的層次結構設計

第一，通訊軟件的核心功能。要在實現對現場設備數據進行采集的基礎上，實現對現場設備通信過程的協調處理，并實現對設備運行狀態的監管，同時，實現對設備通信斜體的轉換，并實現對數據的整理與打包。第二，各層次的功能。在物理層上，主要承擔著接入端口設置以及通信命令接收與發送的功能；在鏈路層上，承擔著鏈路層協議處理之功能，進而確保實現無差錯數據的傳輸、共享，并實現對通信介質使用權分配問題的解決；在應用層上，需要提供過程監控與程序訪問的接口，并提供設備通信的服務與控制機制，同時實現對系統的維護與管理。

總結：綜上，本文就計算機控制系統PC機與現場設備通信軟件的設計問題展開了研究與探討，通過對現場設備通信軟件的體系結構、現場總線與OPC技術的分析，搭建了相應軟件的體系結構，為滿足當前現場設備不斷更新之需并實現計算機控制系統集成功能的充分發揮奠定基礎。