基于OPC技術的工業(yè)通信應用

蔣建

摘 要 現(xiàn)如今，我國是信息技術快速發(fā)展的新時期，帶動我國工業(yè)迅猛的發(fā)展，OPC技術以其高效靈活的數(shù)據(jù)交換方式以及獲取方式脫穎而出，這種技術能夠為軟硬件開發(fā)商帶來效益、為用戶帶來利益，所以該技術具有廣闊的發(fā)展空間。使用這種技術，可以實現(xiàn)多個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的可相互操作性，且可以對多現(xiàn)場控制系統(tǒng)起到優(yōu)化作用，這必將有力促進系統(tǒng)應用程序靈活性的提升和工業(yè)控制設備之間數(shù)據(jù)讀寫效率的提高，為現(xiàn)代工業(yè)控制軟件注入新的活力。

關鍵詞 數(shù)據(jù);開放性;計算機技術;操作性;OPC

引言

隨著社會與科技不斷發(fā)展進步，為了滿足日漸增長的工業(yè)生產發(fā)展需要與市場需求，多數(shù)企業(yè)在建設或進行設備更新?lián)Q代時，都會逐漸采用多種自動化系統(tǒng)，但是由于開發(fā)商與標準不同的原因導致各設備之間接口不相容，難以實現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的正常運行，而OPC技術作為一種工程標準，則能夠有效解決這一問題。

1OPC接口技術

OPC即OLE FOR Process Control的縮寫，是基于微軟Microsoft公司的Distributed InterNet Application（DNA）構架和Component Object Model（COM）技術，是專門用于工業(yè)控制領域的OLE，以組件對象模型和分布式對象技術模型（COM/DCOM）技術為基礎，規(guī)范定義了一種工業(yè)標準接口，使之能夠通過基于PC的軟件組件將產品的物理I/O網(wǎng)絡和協(xié)議與現(xiàn)場控制設備相連，從現(xiàn)場測控設備獲取實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)OPC服務器和OPC客戶端之間的通信，進行數(shù)據(jù)的交換，其中包含有OPC DA（OPC Data Access）和OPC DX（OPC Data Exchange）技術。一個OPC服務器中包括3類對象：OPC服務器（Server）、OPC組（Group）和OPC項（Item），服務器對象（OPC Server）擁有服務器的所有信息，規(guī)定一個服務器對應于一個OPC Server。在一個Server中，可以存在若干個組，組對象（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（Item）。項對象（OPC Item）是最小單位的讀寫數(shù)據(jù)，項不能獨立于組存在，必須隸屬于組。同時，OPC服務器通常有2種訪問接口：OPC定制接口和OLE自動化接口。其中自動化接口可以實現(xiàn)解釋性語言訪問OPC服務器，在本系統(tǒng)中采用的即是自動化接口[1]。

2OPC技術對工業(yè)控制系統(tǒng)影響與應用

2.1 OPC技術可了開發(fā)驅動程序不通用的問題

計算機技術一直在跟隨時代的變化而不斷發(fā)展，用戶對于計算機的需求的日益升高，工業(yè)控制系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能也日漸強大，控制系統(tǒng)的結構更是日趨復雜，系統(tǒng)所形成的規(guī)模逐漸強大，在實際工業(yè)生產中若想構建一套完整的工業(yè)控制系統(tǒng)，常常要對多家不同公司的生產的控制設備或研發(fā)的系統(tǒng)進行集成，才能實現(xiàn)功能的完善，但受沒有統(tǒng)一標準的影響，設備及軟件的使用單位必須對每一個設備都予以編寫與之相對的驅動程序，工作量巨大。如遇硬件設備升級或對其進行修改，與之相對的驅動程序也必須進行修改，給使用帶來不便。OPC則具有統(tǒng)一的、標準的接口，硬件供應商可以提供符合OPC技術的程序，使用單位技術人員只要隨之編寫一個接口程序，用戶就能方便地對設備進行選型、功能擴充等操作，且只要提供OPC的支持，系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)都能通過OPC接口進行交換。

2.2 OPC技術在工業(yè)以太網(wǎng)中的應用

在此方面的OPC技術設計方案上，OPC服務器利用相應的設備與以太網(wǎng)模塊相連接，再通過專門的開發(fā)編程軟件進行配置，在具體的操作過程中要先明確以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡標準、再配置好工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，最后完成OPC對象的設置。而在OPC客戶端程序設計上，可以選用在此領域中使用較多的自定義接口，但是由于此接口的較復雜，其開發(fā)周期較長，所以也可以選用VB來開發(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)勢是其配置簡單，進行開發(fā)時只需要懂得VB的基本編寫方法即可，其主要程序有：變量聲明、類模塊建立、創(chuàng)建OPC變量函數(shù)、連接OPC服務器對象、添加OPC組對象并在其中添加OPC數(shù)據(jù)項等。

2.3 OPC服務器

RSLinx是羅克韋爾公司的一款通訊軟件，可與AB的ControlLogixPLC硬件進行無縫連接，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可把實時采集的工廠數(shù)據(jù)在Windows支持的軟件中進行分析、存儲、顯示等。RSLinx提供最快速的OPC、DDE接口，實現(xiàn)PLC處理器與監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)通信。建立OPC服務器，利用Rslinx軟件的“Whois..”，查看當前所有連接到控制網(wǎng)絡的控制器。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Topic與OPC服務器建立連接。Rslinx軟件是作為Windows的一個系統(tǒng)服務程序在后臺自動運行。

2.4 OPC可以對不同的數(shù)據(jù)進行集成

當今時代網(wǎng)絡化是控制系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢之一，而控制系統(tǒng)內部需采用網(wǎng)絡技術進行連接，一個控制系統(tǒng)與另一個控制系統(tǒng)之間的連接也需用網(wǎng)絡實現(xiàn)，以便進行大系統(tǒng)的組成，如果想實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)進入該企業(yè)管理系統(tǒng)，那么也必須進行網(wǎng)絡連接才能實現(xiàn)。在實際應用中控制系統(tǒng)一般來說只是整個企業(yè)網(wǎng)當中的一個子網(wǎng)絡，在實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡集成的過程中，OPC也必將發(fā)揮它的重要作用。企業(yè)信息的內部集成的過程中，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)絡的功能得到了增強，間接提升了企業(yè)的管理水平[2]。

3結束語

OPC技術規(guī)范把硬件和軟件分開，提供了統(tǒng)一的標準接口，大大方便了人機接口與控制系統(tǒng)的通訊連接，實現(xiàn)了不同廠商之間的設備互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。通過一個工程實例，對OPC技術在構建數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的高效、簡便有了進一步的認識。

參考文獻

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

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