基于OPC技術(shù)的工業(yè)通信應(yīng)用

蔣建

摘 要 現(xiàn)如今，我國(guó)是信息技術(shù)快速發(fā)展的新時(shí)期，帶動(dòng)我國(guó)工業(yè)迅猛的發(fā)展，OPC技術(shù)以其高效靈活的數(shù)據(jù)交換方式以及獲取方式脫穎而出，這種技術(shù)能夠?yàn)檐浻布_(kāi)發(fā)商帶來(lái)效益、為用戶帶來(lái)利益，所以該技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。使用這種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的可相互操作性，且可以對(duì)多現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)起到優(yōu)化作用，這必將有力促進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用程序靈活性的提升和工業(yè)控制設(shè)備之間數(shù)據(jù)讀寫(xiě)效率的提高，為現(xiàn)代工業(yè)控制軟件注入新的活力。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù);開(kāi)放性;計(jì)算機(jī)技術(shù);操作性;OPC

引言

隨著社會(huì)與科技不斷發(fā)展進(jìn)步，為了滿足日漸增長(zhǎng)的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需要與市場(chǎng)需求，多數(shù)企業(yè)在建設(shè)或進(jìn)行設(shè)備更新?lián)Q代時(shí)，都會(huì)逐漸采用多種自動(dòng)化系統(tǒng)，但是由于開(kāi)發(fā)商與標(biāo)準(zhǔn)不同的原因?qū)е赂髟O(shè)備之間接口不相容，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而OPC技術(shù)作為一種工程標(biāo)準(zhǔn)，則能夠有效解決這一問(wèn)題。

1OPC接口技術(shù)

OPC即OLE FOR Process Control的縮寫(xiě)，是基于微軟Microsoft公司的Distributed InterNet Application（DNA）構(gòu)架和Component Object Model（COM）技術(shù)，是專門(mén)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的OLE，以組件對(duì)象模型和分布式對(duì)象技術(shù)模型（COM/DCOM）技術(shù)為基礎(chǔ)，規(guī)范定義了一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使之能夠通過(guò)基于PC的軟件組件將產(chǎn)品的物理I/O網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備相連，從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)OPC服務(wù)器和OPC客戶端之間的通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，其中包含有OPC DA（OPC Data Access）和OPC DX（OPC Data Exchange）技術(shù)。一個(gè)OPC服務(wù)器中包括3類(lèi)對(duì)象：OPC服務(wù)器（Server）、OPC組（Group）和OPC項(xiàng)（Item），服務(wù)器對(duì)象（OPC Server）擁有服務(wù)器的所有信息，規(guī)定一個(gè)服務(wù)器對(duì)應(yīng)于一個(gè)OPC Server。在一個(gè)Server中，可以存在若干個(gè)組，組對(duì)象（OPC Group）除了記錄本組信息外，還包容并邏輯組織OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)（Item）。項(xiàng)對(duì)象（OPC Item）是最小單位的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，項(xiàng)不能獨(dú)立于組存在，必須隸屬于組。同時(shí)，OPC服務(wù)器通常有2種訪問(wèn)接口：OPC定制接口和OLE自動(dòng)化接口。其中自動(dòng)化接口可以實(shí)現(xiàn)解釋性語(yǔ)言訪問(wèn)OPC服務(wù)器，在本系統(tǒng)中采用的即是自動(dòng)化接口[1]。

2OPC技術(shù)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)影響與應(yīng)用

2.1 OPC技術(shù)可了開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序不通用的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)技術(shù)一直在跟隨時(shí)代的變化而不斷發(fā)展，用戶對(duì)于計(jì)算機(jī)的需求的日益升高，工業(yè)控制系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的功能也日漸強(qiáng)大，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更是日趨復(fù)雜，系統(tǒng)所形成的規(guī)模逐漸強(qiáng)大，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中若想構(gòu)建一套完整的工業(yè)控制系統(tǒng)，常常要對(duì)多家不同公司的生產(chǎn)的控制設(shè)備或研發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行集成，才能實(shí)現(xiàn)功能的完善，但受沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的影響，設(shè)備及軟件的使用單位必須對(duì)每一個(gè)設(shè)備都予以編寫(xiě)與之相對(duì)的驅(qū)動(dòng)程序，工作量巨大。如遇硬件設(shè)備升級(jí)或?qū)ζ溥M(jìn)行修改，與之相對(duì)的驅(qū)動(dòng)程序也必須進(jìn)行修改，給使用帶來(lái)不便。OPC則具有統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的接口，硬件供應(yīng)商可以提供符合OPC技術(shù)的程序，使用單位技術(shù)人員只要隨之編寫(xiě)一個(gè)接口程序，用戶就能方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型、功能擴(kuò)充等操作，且只要提供OPC的支持，系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)都能通過(guò)OPC接口進(jìn)行交換。

2.2 OPC技術(shù)在工業(yè)以太網(wǎng)中的應(yīng)用

在此方面的OPC技術(shù)設(shè)計(jì)方案上，OPC服務(wù)器利用相應(yīng)的設(shè)備與以太網(wǎng)模塊相連接，再通過(guò)專門(mén)的開(kāi)發(fā)編程軟件進(jìn)行配置，在具體的操作過(guò)程中要先明確以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、再配置好工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，最后完成OPC對(duì)象的設(shè)置。而在OPC客戶端程序設(shè)計(jì)上，可以選用在此領(lǐng)域中使用較多的自定義接口，但是由于此接口的較復(fù)雜，其開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，所以也可以選用VB來(lái)開(kāi)發(fā)客戶端，雖然采用VB后，系統(tǒng)效率下降，傳輸速度減慢，但是優(yōu)勢(shì)是其配置簡(jiǎn)單，進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)只需要懂得VB的基本編寫(xiě)方法即可，其主要程序有：變量聲明、類(lèi)模塊建立、創(chuàng)建OPC變量函數(shù)、連接OPC服務(wù)器對(duì)象、添加OPC組對(duì)象并在其中添加OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)等。

2.3 OPC服務(wù)器

RSLinx是羅克韋爾公司的一款通訊軟件，可與AB的ControlLogixPLC硬件進(jìn)行無(wú)縫連接，提供與微軟的Windows操作系統(tǒng)全兼容的數(shù)據(jù)連接方式。利用RSLinx可把實(shí)時(shí)采集的工廠數(shù)據(jù)在Windows支持的軟件中進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示等。RSLinx提供最快速的OPC、DDE接口，實(shí)現(xiàn)PLC處理器與監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)通信。建立OPC服務(wù)器，利用Rslinx軟件的“Whois..”，查看當(dāng)前所有連接到控制網(wǎng)絡(luò)的控制器。定義Topic名稱，與需要讀取數(shù)據(jù)的控制器連接。OPC客戶端通過(guò)Topic與OPC服務(wù)器建立連接。Rslinx軟件是作為Windows的一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)程序在后臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行。

2.4 OPC可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成

當(dāng)今時(shí)代網(wǎng)絡(luò)化是控制系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，而控制系統(tǒng)內(nèi)部需采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行連接，一個(gè)控制系統(tǒng)與另一個(gè)控制系統(tǒng)之間的連接也需用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，以便進(jìn)行大系統(tǒng)的組成，如果想實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)入該企業(yè)管理系統(tǒng)，那么也必須進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接才能實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中控制系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)只是整個(gè)企業(yè)網(wǎng)當(dāng)中的一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成的過(guò)程中，OPC也必將發(fā)揮它的重要作用。企業(yè)信息的內(nèi)部集成的過(guò)程中，OPC可以作為連接件，提供了方便的信息流通和交換。OPC使控制系統(tǒng)的功能得到了巨大提升，使網(wǎng)絡(luò)的功能得到了增強(qiáng)，間接提升了企業(yè)的管理水平[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

OPC技術(shù)規(guī)范把硬件和軟件分開(kāi)，提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，大大方便了人機(jī)接口與控制系統(tǒng)的通訊連接，實(shí)現(xiàn)了不同廠商之間的設(shè)備互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例，對(duì)OPC技術(shù)在構(gòu)建數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的高效、簡(jiǎn)便有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜赟萌.基于OPC技術(shù)的工業(yè)通訊應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019，（15）：81.

[2] 張海生.OPC技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（12）：61.