基于OPC的軟PLC與力控組態(tài)軟件通訊實現(xiàn)

勞春萍

摘 要：介紹了倍福TwinCat軟PLC及OPC技術的理論知識，針對監(jiān)控組態(tài)軟件和軟PLC相互通訊的特點，詳細介紹力控組態(tài)軟件與TwinCat軟PLC通訊的實現(xiàn)過程。

關鍵詞：OPC 軟PLC 力控通訊

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0032-01

組態(tài)軟件具有組態(tài)方式靈活多樣，開發(fā)界面環(huán)境友好，開發(fā)周期短，花費精力少，效率高的優(yōu)點，在工業(yè)控制計算機的人機界面開發(fā)中被廣泛采用。軟PLC[1]技術采用軟件技術將標準的PC機轉換為功能齊全的PLC過程控制器，可實現(xiàn)與硬PLC相同功能，方便編寫和調(diào)試控制程序。借用OPC技術，實現(xiàn)組態(tài)軟件與倍福TwinCat軟PLC的實時數(shù)據(jù)交互，達到控制對象虛擬模型與控制器軟PLC集成的目的。

1 TwinCat軟PLC的介紹

TwinCat軟PLC是Windows NT環(huán)境下的一種多任務運行控制內(nèi)核的PLC軟件，集成計算機、傳統(tǒng)PLC模擬量和開關量控制、數(shù)學運算及數(shù)據(jù)處理、PID控制及網(wǎng)絡通信等多種功能，指令集功能強大，操作可靠，掃描周期短，且提供可與各類網(wǎng)絡和I/O系統(tǒng)相連接的開放式結構。它支持所有的IEC1131-3編程語言[2]，可完成增量編譯、PLC模擬仿真、在線狀態(tài)實時顯示數(shù)據(jù)、程序映像，借助PC處理器的資源可快速地執(zhí)行命令。

2 OPC技術介紹

OPC技術[3]是在Microsoft公司的Distributed InterNet Application （DNA）構架及Component Object Model（COM）技術的基礎上，根據(jù)便于擴展使用性而設計的。OPC技術規(guī)范是一個標準的工業(yè)接口，這個規(guī)范的標準性使得COM技術適用于制造自動化及過程控制等許多工業(yè)領域。OPC應用程序基于OLE/COM機制來作為通訊標準，OLE/COM機制采用的是客戶端/服務器模式，具有代碼可重用、語言無相關、容易集成等優(yōu)勢。

OPC標準接口[3]位于OPC Server和應用程序兩者之間，OPC規(guī)范中提供兩套標準接口：Custom標準接口和OLE自動化標準接口。OLE自動化標準接口是基于OLE自動化技術而進行調(diào)用的，在系統(tǒng)的設計中常被廣泛采用。OLE自動化標準接口定義三層接口[3]，依次以從屬關系呈現(xiàn)：OPC Server、OPC Group、 OPC Item。

2.1 力控組態(tài)軟件中的OPC技術

力控組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫支持OPC標準，當力控數(shù)據(jù)庫作為OPC客戶端與OPC服務器通訊時，把OPC服務器程序當作一個I/O連接設備，力控數(shù)據(jù)庫中的點參數(shù)通過I/O數(shù)據(jù)連接方式與之進行數(shù)據(jù)交換，當力控控實時數(shù)據(jù)庫作為OPC服務器時，服務器名為：PCAuto.OPCServer。

2.2 TwinCat軟PLC中的OPC技術

TwinCat軟PLC的OPC服務器提供標準化接口，方便任何支持OPC通信協(xié)議的應用軟件與軟PLC進行連接。軟PLC的OPC服務器提供數(shù)據(jù)訪問（DA）、報警和事件（AE）以及XML-DA三種規(guī)范，其中數(shù)據(jù)訪問（DA）規(guī)范是基于微軟的COM技術來為客戶端提供數(shù)據(jù)的[4]，當TwinCat PLC作為OPC服務器，OPC客戶端采用數(shù)據(jù)訪問（DA）規(guī)范來訪問TwinCat OPC服務器。

3 力控組態(tài)軟件與TwinCat軟PLC的通訊實現(xiàn)

北京三維力控科技有限公司和德國倍福公司技術上相互支持，三維力控組態(tài)軟件中集成了倍福以太網(wǎng)接口控制器的通信驅(qū)動程序，在三維力控組態(tài)軟件中安裝通信驅(qū)動程序后，力控組態(tài)軟件與Beckhoff TwinCat軟PLC的數(shù)據(jù)通訊通過接口簡單設置可實現(xiàn)無縫連接，具體設置步驟如下[5]。

（1）在力控I/O設備樹形菜單中先找到PLC，再在PLC隱藏列表中查找BECKHOFF

（德國倍福）。

（2）從BECKHOFF PLC中選用BC系列，在設備配置框里設置設備名稱、更新周期、超時時間、通信方式。

（3）設置冗余主機的AMSNetID和PORT。

同一個網(wǎng)絡中AMSNetID具有唯一性，所設的AMSNetID須與BECKHOFF TwinCat中Properties 所分配的 AMSNet 一致，這樣力控組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫的點才可以通過該標識訪問到OPC Sever。

（4）在力控中對參與數(shù)據(jù)交換的點進行I/O數(shù)據(jù)連接，先選擇連接I/O設備名稱，增加連接項，再設置參數(shù)類型、數(shù)據(jù)類型、地址偏移和位偏移。

通過以上設置即可將力控數(shù)據(jù)庫中的點參數(shù)和TwinCat PLC的變量鏈接起來，實現(xiàn)力控組態(tài)軟件和TwinCat PLC之間的數(shù)據(jù)通信。

4 結語

通過實驗分析，利用OPC技術來實現(xiàn)力控組態(tài)軟件和倍福TwinCat軟PLC的數(shù)據(jù)交互，通訊及時可靠，設置簡便，大批量數(shù)據(jù)快速完成交換，上、下位機系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實時傳輸問題得到很好解決，達到對象模型和控制器分離構建后集成運行的目的，對后續(xù)電梯、交通燈等典型邏輯控制系統(tǒng)的仿真研究有一定的指導作用。

參考文獻

[1] 畢輝，程良鴻.關于軟PLC技術的研究及發(fā)展[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2006，19（6）：118-125.

[2] 彭銘.基于TWINCAT平臺的液位模糊控制系統(tǒng)研究[D].大連：大連交通大學，2007.

[3] 田虎，楊承志.基于OPC技術的組態(tài)軟件與Matlab的數(shù)據(jù)通信及其仿真平研究[J].自動化信息，2008（6）：42-45.

[4] http：//www.gongkong.com/webpage/product/200506/9-A1AE-5DA155AB72DB.htm.

[5] 北京三維科技股份有限公司.力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl應用手冊[Z].北京：三維科技股份有限公司，2003.