OPC通讯

INFI90系统的控制结构由完整的硬件设备及丰富的过程控制软件构成, 过程控制单元主要由通讯模件 (NPM, NIS) 多功能处理模件 (MFP) 用于数字量, 模拟量或控制的I/O模件和双层结构的控制总线组成。一个PCU可挂接32个MFP模件, 一个MFP可带64个模件。各I/O模件都采用单点输入, 输出, 各通道相互独立。通过功能码进行软件组态。可实现各种反馈控制, 顺序控制, 批量控制等。

3、问题的提出

随着国内厂网分离, 网上竞价体制的实施, 电力市场竞争日益激烈, 浙能下属发电厂和国内外其他电力企业一样, 面临着严峻的挑战。企业信息化的建设和应用是改进生产过程, 提高企业管理水平的一个重要步骤。而其中企业实时数据库系统的建立及应用则显得尤为重要。

该厂原有的INSQL实时数据库无论从数据库点数还是数据库性能等方面都已无法满足电厂现有的数据应用要求。于是该厂决定对原有实时数据库进行改造, 用OSI的PI实时数据库取代原有的Wonderware的INSQL数据库。经分析认为, 该厂脱硫DCS (ABB Symphony DCS系统) 数据采集成了实时数据库建立的关键。

4、原方案简介

该厂机组DCS采用Bailey Infi90控制系统, 而Bailey Infi90控制系统的中INICI03接口对外提供SCSI接口。

因此原DCS数据接入实时数据库PI设计方案为:经安装在接口计算机上的Sem API接口软件从Infi90环网中通过INICI03接口模块读取DCS实时数据并送入实时数据库PI (如图1-1) 。其中采用的Sem API接口软件为PI的“PI-Baily Infi90 Sem API Interface”。

即INICI03直接挂接在单元机组的DCS环网上, 可有选择性地读取DCS内部任何数据。接口模件与接口计算机的连接为SCSI, 通讯速率为4Mb。接口计算机通过Sem API接口程序访问INICI03上的数据点表 (相当于DCS上的实时数据库服务器) , 采集其中的过程数据。

5、新方案简介

随着OPC技术的出现, 其发展日益成熟:

5.1 OPC通讯技术

OPC技术是OLE技术在过程控制中的应用, 它为开发应用程序的不同厂商提供了一项共同遵循的通信标准, 从而大大减少了在系统集成过程中的重复开发, 并提高了控制系统的性能。使用OPC技术, 第一次实现了不用考虑程序和接口问题, 就可以在自动化控制软、硬件之间实行无缝连接。OPC使得即插即用在自动化应用中成为现实, 并且还允许集成各种各样的现场总线系统。

OPC技术之前和之后比较 (如图5-1) :

OPC技术实质上是允许任何设备与其他设备自由通讯的一种机制, 是一种用于过程控制和工业自动化的即插即用的软件技术, 是一种过程实时数据交换的工业标准, 有了OPC, 制造商就可以将开发驱动服务程序的大量人力和财力集中到对单一OPC的接口的开发上, 用户也不再需要讨论不同产品的接口问题, 而精力集中到解决有关自动化功能的实现上。

5.2 新方案简介

因此为了提高接口软件的通用性及开放性, 经探讨、研究, 我们决定对原DCS数据接入实时数据库PI设计方案进行修改, 新方案为:经安装在接口计算机上的OPC SERVER软件从Infi90环网中通过INICI03接口模块读取DCS实时数据, 并通过OPC采集软件再将OPC SERV ER中的送入实时数据库PI。其中采用的OP C SERVER软件为“OPC90 Server V4.3.4”, OPC采集软件为“PI OPC Interface” (如图5-2) 。

即在INFI90环网加装接口单元INICI03, 并安装接口计算机, 通过其SCSI口与INFI90系统的INICI03连接。在接口计算机中安装OPC90 Server V4.3.4。按照SCSI通信协议, 通过INICI03接口, OPC90 Server和INFI90 DCS系统进行实时通信。

INICI03收集控制网络上各模件所发出的例外报告。SIS所需要的所有有关分散控制系统的信息全部在这里集中, INICI03相当于分散控制系统上的一个实时分布数据库。接口系统是同这个数据库传送数据, 而不是直接与分散控制系统中的模件传送数据。这样就使过程信息管理系统不影响分散控制系统的运行。由于控制网络上通信的高速性和其所固有的安全性, 保证了在DCS全系统的范围内, 接口的数据可以维持其本来的实时性, 同时具有高度的安全性。在这样的采集模式中, 由于INICI03不是主动地查询过程数据, 而是按照系统初始化时确定的数据点表接收来自各个模件的实时数据, 从而保证了数据的高速采集不会影响分散控制系统控制环路的运行。

6、调试和使用情况

6.1 调试过程

该厂DCS数据接入实时数据库PI的整个调试过程主要分为OPC SERVER建立、OPC采集软件安装配置、PI数据库测点导入三部分。

6.1.1 OPC SERVER建立

在该过程中, 我们使用的OPC SERVER软件为“OPC90 Server V4.3.4”, 其基本功能和性能指标如表1。

只需在接口计算机上安装OPC90 Server V4.3.4, 然后将整理好的csv点表配置文件导入其中, 便可读取到DCS实时数据, 也完成了OPC SERVER的建立。

6.1.2 OPC采集软件安装配置

由于该厂实时数据库采用的为OSI的PI数据库, 而PI数据库提供标准的OPC采集软件:PI OPC Interface (OPCInt) , 所以只需在接口计算机中默认安装“PI OPC Interface”软件, 之后再用PI提供的“PI-Interface Configuration Utility”对“PI OPC Interface”进行相应的配置即可。

6.1.3 PI数据库测点导入

经过上面两个步骤之后, 只需根据DCS测点清单整理成PI格式的点表, 然后将点表导入实时数据库PI即可, DCS实时数据库经由OPC90 Server和PI OPC Interface后传送至实时数据库PI中。

6.2 使用情况

该厂DCS全部实时数据已按照新方案接入实时数据库PI, 点数近36000点左右, 目前接口计算机中OPC90 Server和PI OPC Interface运行稳定, DCS数据快速、稳定地传输实时数据库PI中。

实践证明采用ICI+OPC实现Baily Infi90 DCS控制系统实时数据传送至SIS实时数据库的通讯技术方式具有实践意义, 目前已在浙能集团下属多家电厂实施应用, 具有推广价值。

摘要：火电厂DCS实时数据是SIS实时数据库的主要数据来源, DCS数据采集的高效性与稳定性对SIS实时数据库具有至关重要的作用。由于Baily Infi90 DCS无法提供OPC SERVER, 因此之前主要采用ICI+SemAPI方式的实现DCS数据采集。本文以浙江省能源集团有限公司下属某发电厂DCS控制系统和SIS实时数据库 (PI) 之间的通讯为对象, 介绍了一种采用ICI+OPC实现Baily Infi90 DCS控制系统实时数据传送至SIS实时数据库 (PI) 的通讯技术方式, 用于SIS中实时数据库 (PI) 的建立, 并结合应用实例, 着重分析了一些技术要点、难点及解决方案。

OPC通讯篇2

【关键词】OPC技术；DCS与PLC数据通讯；应用

【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0119-02

引言

随着我国计算机技术的不断发展，其为我国工业生产提供了更为有效的管理方式和控制方式。在我国工业生产中，控制技术以及网络通讯技术等技术有了突飞猛进的发展，其为我国工业生产提供了非常有效的技术支持。OPC技术是我国工业控制中十分常用的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。通过OPC技术可以有效实现不同的控制系统同数据监控系统间形成有效的数据通信，进而保证工业生产有效进行。

本文就对OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用进行分析，并提出一些相应的建议。

一、 OPC技术介绍

OPC（OLE for Process Control），其能够为Windows的应用程序和现场过程控制应用之间建立起一座非常重要的桥梁。其以微软公司的OLE技术为基础，通过提供一套十分完备的OLE/COM接口完的。OPC技术是我国工业控制中非常关键的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。之所以该技术在工业生产控制中应用广泛，是因为控制网上的PLC与DCS 往往都是来自于不同的商家的，这些商家们之间的通讯是极为复杂的。也正因为如此，想要在控制网中高效、可靠地获取那些重要的、需要的实时数据，就需要采用OPC通讯技术。通过利用OPC技术，可以在过程控制方面有效使用对象连接以及嵌入技术，进而为控制系统提供了标准的数据访问。

一般情况下，在对OPC数据进行存取时，规范规定的基本对象主要有服务器、组以及数据项三类。一个服务器是与一个设备驱动程序想对应的。在利用过程中，OPC会将开发访问的接口任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，然后通过利用OPC服务器来将这些数据提供给用户们。这样一来，就可以非常有效地解决了软件厂商同硬件厂商之间存在的矛盾，使系统资源更为集中，从而大大提高了系统的开放性。与此同时，还能够有效提升系统的可互操作性，从而实现有效管理。

通过利用OPC技术，可以有效实现控制网与管理网之间的互联，当两个网络形成一个整体时，就可以很好地保证上层应用软件和控制设备之间的数据通讯，这不但提高了控制质量，也提高了工作效率。可以说，在遵守OPC规范的前提下，可以在任何时间有效获取工艺生产的过程数据，而这一程序是通过OPC接口来完成的，具体如图1所示。

二、系统功能与特点分析

OPC技术在DCS与PLC数据通讯的应用中可以起到非常有效的作用，DCS系统通过有效利用OPC协议，可以将实时数据库与OPCServer端连接在一起，从而可以更为有效地采集到现场PLC的实时数据，为系统提供更为丰富、有效的数据。

（一）功能分析

1、数据采集与监控功能

当我们将现场的测量点的测量数据以及状态数据输入到PLC系统时，这时候操作站就可以有效进行数据共享，这一过程是通过DCS系统来完成的。值得一提的是，在进行数据采集时可以实现在数据周期内进行自动采集，并且这个时间周期能够被设定。与此同时，其还能够随时对PLC的相应数据进行必要的监控。

2、数据处理与存储功能

对数据的处理是非常普通的功能。除此之外，还能够将当前存在的一些数据存入之能源网数据库，并且还能够对出现异常的数据给予告警信息，在给出告警信息后会将这些信息快速地存入至数据库内，此时数据库就会对这些信息进行相应的计量和统计，并可以对当前的生产状态以及历时趋势等内容进行有效的分析。

（二）特点分析

通过利用OPC技术，DCS系统能够实现更好地联网。系统在满足了OPC规范后，可以有效支持相应的工控软件和工控设备。此过程是通过安装好外置的程序后便能够将数据联入至我们所指定的数据库服务器之中。不仅如此，通过使用OPC技术，还能够使数据更为方便地被共享，当PLC工控数据进入至DCS系统后，此时就能够在DCS系统中进行必要的监视了。

安全可靠是另一个特点，系统通过使用不同的网段来设定好数据的单项上传，进而能够很好地保证位机在更为安全的环境下进行。不仅如此，由于系统使用的是发数据采集上传软件和数据监控客户端软件，这使得系统使用起来更为便利且有一个更好的运行空间，运行非常稳定。值得一提的是，这种方式还能够同原有的DCS系统完美地融合在一起，这可以非常有效地促进系统软件的一体化，有利于其研发，适用性非常强。由此可见，OPC技术应用于DCS与PLC数据通讯中是非常利于监控的。

三、 OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用

OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用是非常有效的，本文仅以化学水处理控制系统为例，对OPC方案的应用加以说明。

（一）建立以太网

在DCS与化学水处理控制系统联网之前，各自网络为独立的局域网（以太网）。为了实现OPC方案，首先必须建立两个系统之间的光纤以太网。为了保证各自网络的相对独立和安全性，两个局域网的网段不一样，因此需设置网关和路由才能在两个系统之间建立一条以太网通道。

（二）设置OPC服务器和客户端

确认OPC服务器（SERVER）的上位机安装的是带有OPC服务的IFIX，且运行IFIX时，必须启动IFIX的OPC服务（一个名为OPC2OiFTX.EXE的可执行文件）。

OPC基于Microsoft Windows的对象链接和嵌套（Active X）、部件对象模型（COM）和分布式部件对象模型（DCOM）技术，因此需要修改OPC SERVER的IFIX操作员站以及作为OPC客户端（CLIENT）的DCS操作员站的DCOM配置，才能建立OPC SERVER和OPC CLIENT之间的正确连接。这是建立SERVER/CLIENT结构的关键一步。

1、 OPC CLIENT的DCOM设置。作为OPC CLIENT的Ovation DCS操作员站所使用的计算机操作系统为Windows xp，具体设置可以参阅DCS的相关手册，该部分工作由DCS厂家完成，在此不进行详述。

2、在OPC CLIENT上访问OPC SERVER 正确配置了OPC SERVER和CLIENT的DCOM后，就在DCS和BOP PLC系统之间构建了一条基于OPC的网络通道，从而将BOP的过程数据库纳入DCS过程数据库中，实现在DCS操作员站上对BOP的监控。

总结：OPC技术可以对现场PLC系统进行有效的数据采集，能够实时地获取相关的重要数据，也可以有效地保证DCS系统安全、有效的运行，从而为工业生产提供必要的技术支持，保证DCS与PLC数据通讯有效开展下去。

参考文献

[1] 龚政.OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用[J].鄂钢科技，2010年03期

[2] 雷鸣.OPC DA和OPC DX在数据采集方面的综合应用[A].中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C].2011年

[3] 赵涛.基于OPC和PLC的煤矿主扇风机在线监控系统的研究与设计[D].太原理工大学，2010年

OPC通讯篇3

1 Heroopsys-BCS简介

Heroopsys-BCS立足于各种锅炉最基本的测控仪表, 采用先进的软测量技术、多变量解耦技术、过程优化控制技术、故障诊断与容错控制技术及先进的软件接口来实现锅炉的优化控制, C F B锅炉燃烧优化控制技术是由北京和隆优化控制技术有限公司在总结各种锅炉基本规律的基础上, 针对C F B锅炉的特点再次开发的产品, 采用正平衡法计算表征锅炉热效率的吨汽煤耗, 以吨汽煤耗为优化指标, 采用多维梯度法优化算法, 寻找最佳的床温和二次风量设定值, 使得燃烧过程逼近最优区域, 以获得经济燃烧的效果。

床温控制技术包括两种情形:对于需调节返料类型的C F B锅炉, 采用带有约束条件的多变量预测控制技术, 通过调节返料量和一次风风量, 实现对床温的稳定控制;对于具备自平衡返料机构的C F B锅炉, 采用带有约束条件的单变量预测控制技术, 通过调节一次风风量, 实现对床温的稳定控制, 床温控制回路同时包括超温时的减负荷控制回路。床温控制采用基于约束条件的多变量预测控制技术, 并结合超温时的减负荷策略, 可有效防止高温结焦及同时保证锅炉负荷最大出力, 从而实现锅炉的安全、稳定和经济运行的目标。

2 系统解决方案

和隆优化控制技术有限公司的B C S与现在运行的SUPCON-DCS系统是各自独立的DCS系统, 存在如何在两个异构D C S之间实现数据的存取与控制的问题。由于设计了一套基于O P C (对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用) 通讯标准的改造方案, Heroopsys-BCS负责全部优化控制模型的计算, SUPCON-DCS系统只负责数据采样和控制输出, 它们之间的关系如图1。O P C技术作为一个数据通讯的桥梁, 实现了S U P C O N-D C S和Heroopsys-BCS之间实时、高速的数据通讯, 解决了异构系统之间的技术瓶颈, 保证了这个项目的顺利进行。

2.1 硬件解决方案 (SUPCON-DCS与Heroopsys-BCS的网络拓扑结构)

如图2, 将H e r o o p s y s-B C S工作站与SUPCON-DCS系统网络上的任意一台操作站 (操作员站或工程师站) 通过独立的一个网络连接起来, 并在这台SUPCON-DCS操作站安装SUPCON公司的OPC狗。

2.2 软件解决方案

第一步, 在S U P C O N-D C S系统的操作员站 (如图2中OPC-DOG的SUPCON-DCS操作站1) 上, 安装OPC-S e r v e r软件, 并在O P C-Server导入运行中SUPCON-D C S的实时数据, 然后通过D C O M的相应配置, 使得OPC-Client可以访问并写入OPC-Server数据库中的位号与回路参数。

第二步, 在H e r o o p s y s-B C S工作站上安装SUPCON-DCS的OPC-Client软件, 然后需要进行相应配置使H e r o o p s y s-B C S读取并写入SUPCON-DCS中的位号与回路参数, 当然由于两个D C S组态软件在数据类型的定义方面可能有所差别, 须在组态中进行相应转换 (比如SUPCON-DCS的sfloat类型对应Heroopsys-BCS的real类型) 。

第三步, 在S U P C O N-D C S组态中增加与Heroopsys-BCS匹配的有关位号, 在图形组态中修改相应控制程序段, 在流程图画面添加相关的控制切换位号, 实现实时接收Heroopsys-BCS的控制规则, 并成功转换为S U P C O N-D C S的输出。

3 运行效果分析

H e r o o p s y s-B C S投入使用后, 主要通过对SUPCON-DCS的回料、给水、送风、给煤等主要控制回路的优化组合, 实现4#锅炉燃烧系统的全自动优化运行, 使吨汽煤耗平均降低2～1 0 k g, 锅炉燃烧效率提高1%～2.5%, 基本上兑现了改造项目实施后锅炉燃烧系统将具有良好的先进性和安全性, 锅炉吨汽煤耗降低1%以上, 机组总体发电煤耗降低1.5%以上的承诺, 有效提高发电机组的自动化水平, 提升了企业的技术水平与市场竞争力。

目前, 福建省已有100多台C F B锅炉在运行或建设中, 总容量约为15000t/h。若这些CFB锅炉的燃烧控制由于有了O P C技术的支持可以低成本的引入B C S系统, 按照吨汽原煤耗平均降低2 k g, 并且锅炉年运行时间按5 5 0 0 h计算, 则每年可节约应用基低位发热量为20908kJ/kg的原煤16.5万t, 折算为117858t标煤, 为企业节省开支9429万元 (标煤价格取人民币8 0 0元/t) 。同时, 每年可以减少SO2排放2465t, 减少NOx排放1548t, 减少粉尘排放15735t, 减少CO2排放295433t, 给国家和企业创造显著的经济效益、广泛的社会效益。

4 存在的问题

(1) 由于实现数据通讯的2台工作站是‘一对应一’ (Heroopsys-BCS工作站与安装有OPC-SERVER的SUPCON-DCS操作站) , 一旦有一台工作站出现故障, 将自动退回SUPCON-DCS原来的手动操作, 影响Heroopsys-BCS对SUPCON-DCS的优化, 而且看盘人员由于有了HeroopsysB C S自动优化后监盘的注意力下降, 因此存在相当大的风险。

(2) 由于OPC-SERVER与OPC-Client之间的数据流量有限, 理论上O P C-C l i e n t每个周期可以向OP C-SERVER读/写162个位号, 但扣除实际读取80～100个sfloat位号的数据之后, 就极大的限制了Heroopsys-BCS向SUPCON-DCS输出的控制策略流量。而这还只是针对1台锅炉的控制, 我公司如果要上其它3台锅炉的优化项目则还得需要配置3套独立的Heroopsys-BCS工作站与OPC狗, 这在硬件的利用与资金的投入方面都是很大的浪费。

5 结束语

虽然在硬件配置与通讯的速率上都还有许多待改进的方面, 但是作为我公司在O P C技术的初次应用中还是实现了基本的目标。而O P C技术作为微软公司的对象和嵌入技术在过程控制和工业自动化方面的应用, 它为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准, 由于O P C按照面向对象的原则, 它将一个应用程序 (例如O P C服务器) 作为一个对象封装起来, 只将接口方法暴露在外面, 而让客户以统一的方式调用这个方法, 从而保证了软件 (O P C服务器端) 对客户端的透明性。极大的提高了D C S系统的开放性与可互操作性, 为我公司的工业D C S网络接入企业的M I S提供技术支持。

摘要：介绍了北京和隆优化控制技术有限公司的锅炉自动燃烧优化控制系统 (Heroopsys-BCS) 无缝移植到浙江中控技术股份有限公司的SUPCON-DCS系统的实现方法及应用效果.

关键词：OPC,DCS,BCS,CFB锅炉

参考文献

[1]蒋敏华, 肖平.大型循环流化床锅炉技术.北京:中国电力出版社, 2009

[2]吴剑恒, 陈文强, 高瑞峰, 于现军.燃烧优化控制技术在循环流化床锅炉上的实现方法及应用效果.工业锅炉, 2010, 25

[3]OPC Foundation.OPC Common Definitions and Interfaces Version1.0M, 1998.

[4]OPC Foundation.OLEfor Process Control Data Access Standard Version1.0M, 1997.

[5]OPC Foundation.Data Access Custom Interface Standard Version2.04M, 2000.

[6]OPC Foundation.OPC Common Definitions, Version1.0M, 1998.

OPC通讯篇4

1 Twin Cat软PLC的介绍

Twin Cat软PLC是Windows NT环境下的一种多任务运行控制内核的PLC软件, 集成计算机、传统PLC模拟量和开关量控制、数学运算及数据处理、PID控制及网络通信等多种功能, 指令集功能强大, 操作可靠, 扫描周期短, 且提供可与各类网络和I/O系统相连接的开放式结构。它支持所有的IEC1131-3编程语言[2], 可完成增量编译、PLC模拟仿真、在线状态实时显示数据、程序映像, 借助PC处理器的资源可快速地执行命令。

2 OPC技术介绍

OPC技术[3]是在Microsoft公司的Distributed Inter Net Application (DNA) 构架及Component Object Model (COM) 技术的基础上, 根据便于扩展使用性而设计的。OPC技术规范是一个标准的工业接口, 这个规范的标准性使得COM技术适用于制造自动化及过程控制等许多工业领域。OPC应用程序基于OLE/COM机制来作为通讯标准, OLE/COM机制采用的是客户端/服务器模式, 具有代码可重用、语言无相关、容易集成等优势。

OPC标准接口[3]位于OPC Server和应用程序两者之间, OPC规范中提供两套标准接口:Custom标准接口和OLE自动化标准接口。OLE自动化标准接口是基于OLE自动化技术而进行调用的, 在系统的设计中常被广泛采用。OLE自动化标准接口定义三层接口[3], 依次以从属关系呈现:O P C Server、OPC Group、OPC Item。

2.1 力控组态软件中的OPC技术

力控组态软件实时数据库支持OPC标准, 当力控数据库作为OPC客户端与OPC服务器通讯时, 把OPC服务器程序当作一个I/O连接设备, 力控数据库中的点参数通过I/O数据连接方式与之进行数据交换, 当力控控实时数据库作为OPC服务器时, 服务器名为:PCAuto.OPCServer。

2.2 Twin Cat软PLC中的OPC技术

Twin Cat软PLC的OPC服务器提供标准化接口, 方便任何支持OPC通信协议的应用软件与软PLC进行连接。软PLC的OPC服务器提供数据访问 (DA) 、报警和事件 (AE) 以及XM L-D A三种规范, 其中数据访问 (DA) 规范是基于微软的COM技术来为客户端提供数据的[4], 当Twin Cat PLC作为OPC服务器, OPC客户端采用数据访问 (DA) 规范来访问Twin Cat OPC服务器。

3 力控组态软件与Twin Cat软PLC的通讯实现

北京三维力控科技有限公司和德国倍福公司技术上相互支持, 三维力控组态软件中集成了倍福以太网接口控制器的通信驱动程序, 在三维力控组态软件中安装通信驱动程序后, 力控组态软件与Beckhoff Twin Cat软PLC的数据通讯通过接口简单设置可实现无缝连接, 具体设置步骤如下[5]。

(1) 在力控I/O设备树形菜单中先找到PLC, 再在PLC隐藏列表中查找BECKHOFF (德国倍福) 。

(2) 从BECKHOFF PLC中选用BC系列, 在设备配置框里设置设备名称、更新周期、超时时间、通信方式。

(3) 设置冗余主机的A M S N e t I D和PORT。

同一个网络中AMSNet ID具有唯一性, 所设的A M S N e t I D须与B E C K H O F F Twin Cat中Properties所分配的AMSNet一致, 这样力控组态软件数据库的点才可以通过该标识访问到OPC Sever。

(4) 在力控中对参与数据交换的点进行I/O数据连接, 先选择连接I/O设备名称, 增加连接项, 再设置参数类型、数据类型、地址偏移和位偏移。

通过以上设置即可将力控数据库中的点参数和Twin Cat PLC的变量链接起来, 实现力控组态软件和Twin Cat PLC之间的数据通信。

4 结语

通过实验分析, 利用OPC技术来实现力控组态软件和倍福Twin Cat软PLC的数据交互, 通讯及时可靠, 设置简便, 大批量数据快速完成交换, 上、下位机系统之间的数据实时传输问题得到很好解决, 达到对象模型和控制器分离构建后集成运行的目的, 对后续电梯、交通灯等典型逻辑控制系统的仿真研究有一定的指导作用。

参考文献

[1]毕辉, 程良鸿.关于软PLC技术的研究及发展[J].机电产品开发与创新, 2006, 19 (6) :118-125.

[2]彭铭.基于TWINCAT平台的液位模糊控制系统研究[D].大连:大连交通大学, 2007.

[3]田虎, 杨承志.基于OPC技术的组态软件与Matlab的数据通信及其仿真平研究[J].自动化信息, 2008 (6) :42-45.

[4]h t t p://w w w.g o n g k o n g.c o m/webpage/product/200506/9-A1AE-5DA155AB72DB.htm.

OPC通讯篇5

随着工业生产的不断发展,工业控制软件取得了长足的进步。然而,由于生产规模的扩大和过程复杂程度的提高,工业控制软件设计面临着巨大的挑战,那就是要集成数量和种类不断增多的现场信息。传统的方式是通过开发设备专有驱动程序来实现对数据的访问。这就带来诸多问题,如耗费大量重复性的劳动,不同设备供应商的驱动程序之间的不一致,硬件性能不能得到广泛支持,驱动程序不能适应升级后的硬件以及发生存取冲突等。解决上述问题的关键在于一个统一的接口标准。正是基于这种需要产生了OPC标准。

iFIX是基于Windows NT/2000平台和多种工业标准之上的功能强大的组态软件,有极大的易用性和可扩展性,方便系统集成,广泛应用于工业现场。iFIX集成了COM/DCOM、OPC等先进的现代软件技术。

S7-200系列小型可编程序控制器PLC适用于各行各业中小机器设备的控制,适合各种场合中的检测、监测及控制的自动化,具有极高的性能价格比,用途广泛。PC ACCESS是西门子推出的专用于S7-200 PLC的OPC Server(服务器)软件,它向OPC客户端提供数据信息,可以与任何标准的OPC Client(客户端)通讯。

本文介绍了通过OPC技术实现上位机IFIX组态软件和下位机西门子S7-2 0 0系列P LC的通信原理及过程。

2 OPC技术概述

2.1 OPC定义

OPC(OLE for Process Control)是一套以微软COM DOOM(Distributed COM)技术为基础,基于Windows操作平台,为工业应用程序之间提供高效的信息集成和交互功能的组件对象模型接口标准。OPC实际上是提供了一种规范,通过这种规范,系统能够以服务器/客户端标准方式从服务器获取数据并将其传递给任何客户应用程序。这样,只要生产商开发一套遵循OPC规范的服务器与数据进行通信,其他任何客户应用程序便能通过服务器访问设备。

2.2 OPC基本结构

OPC技术的实现由两部分组成,OPC服务器部分及OPC客户应用部分。其应用模式如图1所示。OPC服务器是一个典型的现场数据源程序,它收集现场设备数据信息,通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。OPC客户应用是一个典型的数据接收程序,如人机界面软件(HMI)、数据采集与处理软件(SCADA)等。OPC客户应用通过OPC标准接口与OPC服务器通信,获取OPC服务器的各种信息。符合OPC标准的客户应用可以访问来自任何生产厂商的OPC服务器程序。

2.3 OPC对象

OPC数据存取规范规定的基本对象有三类:服务器(server)、组(group)和数据项(item)。服务器对象包含服务器的所有信息,也是组对象的容器,一个服务器对应于一个OPC server,即一种设备的驱动程序。组对象除了包含它自身信息外,还负责管理数据项。每一个数据项代表到数据源的一个连接,但它没有提供外部接口,客户端程序无法对数据项直接进行操作,应用程序必须依靠数据项的容器组对象来对它进行操作。

3 IFIX与S7-200PLC的通信原理

实现IFIX与PLC的通信的过程即OPC服务器收集现场设备PLC的数据信息,并通过标准的OPC接口传送给OPC客户端IFIX应用。IFIX作为OPC客户应用是一个典型的数据接收程序,OPC客户应用通过OPC标准接口(OPC I/O驱动)与OPC服务器通信,获取OPC服务器的各种信息。

软件需求为S7-200 PC ACCESS V1.0 SP2、组态软件IFIX、OPCI/O驱动、编程软件STEP 7Micro WIN V4.0 SP4(或者软件的更高版本)。IFIX的OPC客户端工具OPC Power Tool需要在IFIX安装完成后另行安装。

具体过程为PC ACCESS作为OPC服务器根据设计要求采集S7-200PLC内的数据信息;IFIX的OPC客户端工具OPC Power Tool根据设计要求采集PC AC-C E S S内的数据,IFIX数据库PDB读取OP COPC Power Tool采集上来的数据,IFIX完成了与S7-200PLC的通讯。系统结构见图2。

4 IFIX与S7-200PLC的通信实现

具体通讯实现分两步:

4.1 OPC服务器PC ACCESS和S7-200通信的实现

在PC ACCESS中引入所需要的PLC地址并进行命名。可以通过文件->输入符号导入整个STEP7 Micro WINV 4.0中设计的符号表,也可以通过添加新PLC、添加新项目逐条添加。在单独添加新项目时符号名可以单独定义,但为方便使用尽量与PLC中定义符号一致。可以设置数据的可读写性。设置地址及相匹配的数据类型。图3。所需要的数据添加完毕后可以通过在客户机中增加项目来检测数据通讯是否正常,若正常测试客户机中数据会根据PLC中程序运行进行自动刷新。

4.2 IFIX与OPC服务器的数据交换实现

4.2.1 OPC Power Tool

启动客户端OPC Power Tool,添加服务器(server)、组(group)和数据项(item)。为方便使用,服务器、组和数据项名称尽量简单。添加服务器时选择S 7 2 0 0.O P C S e r v e r类型服务器。添加数据项时,选择B r o ws e Server按钮,即出现在PC ACCESS中所设计的各符号,选择需要的逐条添加为各数据项,实现IFIX的OPC客户端工具OPC Power Tool对PC ACCESS的数据通讯。如图4。

服务器、组、项目的Enable必须选择,否则不起作用,数据不采集。

4.2.2 IFIX数据库PDB

通过OPC Power Tool完成数据采集后,IFIX即可应用所采集的数据。在IFIX数据库管理器中设置各数据,选择合适的数据类型,O/I配置使用OPC Client v7.30。I/O地址配置格式为:服务器名(P ower T ool命名):组名:项目符号,以图5为例:Ser:Gp:Micro Win.Red Grenlamp.USER1.ew_green

5 结束语

本文介绍了采用OPC方式作为第三方协议实现组态软件与现场设备PLC之间的通信原理及实现方法。不仅IFIX,其它如WINCC、INTOUCH等组态软件,都可以通过OPC技术与PLC实现通讯。工厂中主体设备中使用组态软件较为广泛,S7-200小型PLC作为单体设备灵活而分散,利用OPC技术可以很好的将两者集中融合,便于单体设备的监控,具有较高的实用价值。经试验,基于OPC技术的组态软件与PLC通信正常,运行良好。

摘要：本文详细介绍了通过OPC技术实现IFIX组态软件和下位机西门子S7-200系列PLC的通讯原理及过程。

关键词：Opc,Ifix,s7-200 PCAccess,通讯

参考文献

[1]崔坚,李佳西门子工业网络通信指南[M].北京:机械工业出版社,2004.

OPC通讯篇6

宁夏扶贫扬黄灌溉工程1998年开工建设, 共有26座泵站, 装机容量21.11万kW, 干渠总长292.7km, 设计引水流量37.7m3/s, 灌溉面积80万亩。部分泵站电气设备继电保护装置采用电磁式继电器, 机组控制采用常规手动方式, 电量参数由指针式仪表显示, 励磁装置为手动调压, 中央信号系统为光子牌和信号灯显示模式, 无水测仪表, 调度系统为全人工方式, 运行维护不方便, 管理难度大。于是, 我处于2006年开始对6~10kV的14座高压泵站进行了自动化改造。在建设过程中, 由于不同时期、不同操作系统和不同厂家的监控系统都有所不同, 要想建立一个统一的梯级扬水调度自动化系统, 各监控系统之间的通讯就会变得异常复杂。

1. Intouch与Rsview32在不同操作系统的OPC通讯

OPC是一种工业标准, 全称是OLE for Process Control, 它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去, 为了存取现场设备的数据信息, 每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多, 通用性差, 且产品的不断升级, 往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。同时, 也不能满足工作的实际需要。在这种情况下, 就需要OPC来担当重任。OPC标准基于微软的OLE (现在的Active X) 、COM (部件对象模型) 和DCOM (分布式部件对象模型) 技术。它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的, 允许多台计算机之间交换文档、图形等对象, 广泛用于过程控制自动化系统。

2. Intouch与Rsview32的通讯实现

在WIN2000的Intouch客户端通过OPC的I/O Server驱动器OPCLink连接OPC服务器, 通过协议转换来实现OPC Server (即:Rsview32) 和Intouch的数据传输。OPCLink可以与现地或远程OPC服务器连接, 将Intouch的命令转换成OPC协议发送到OPC服务器端, 并从OPC服务器端读取数据, 返回到Intouch。

2.1 DCOM配置

运行—dcomcnfg—组件服务—计算机—我的电脑右键—属性, 进入DCOM的总体“默认属性”页面, 进行如下设置:启用DCOM;默认身份验证级别:连接;默认模拟级别:标识;默认安全机制;默认访问权限:至少要保证OPCClients组允许访问, 也可放宽至Everyone;默认启动权限:至少保证允许Interactive用户调用;默认配置权限:一般情况下不需修改。默认协议:保证面向连接的TCP/IP在最上, 其它可以删除。

2.2 Rsview32 OPC Tag Server和OPCEnum程序配置

运行—dcomcnfg—组件服务—计算机—我的电脑—DCOM配置—Rsview32 OPC Tag Server右键—属性, 进入Rsview32 OPC服务器“默认属性”页面, 进行如下设置:常规:“默认安全级别”—无;位置:“在此计算机上运行程序”;安全:所有均为“默认级别”并添加everyone, 赋予权限;标识:“系统帐户”即可。在dcomcnfg程序的应用程序列表里找到OPCEnum.exe, 对其按照上面OPC服务器的配置进行设置。

2.3 配置Rsview32 OPC Server

打开Rsview32组态环境, 在“system”菜单中分别对Channel、Node、Startup进行设置:Channel中选择通道X和通信协议TCP/IP;在Node中新建一个节点, 选择OPC Server, 输入一个节点名, 选择本地的RSI.Rsview32OPCTagServer。其他设置根据实际情况进行配置, 点击Done后, 在“Logic and Control—Macro—StartUp”中添加RTDataOn命令, OPC服务器配置完成

2.4 配置Intouch

打开Intouch组态开发环境, 在导航栏中, 依次点击:配置—访问名—添加, 定义访问名名称, 节点名为OPC服务器所在计算机的IP地址或计算机名, 应用程序名为OPCLink, 主题名与OPCLink程序中的主题名完全相同, 配置完成后, 就可以在标记名字典中定义变量, 进行画面组态。

2.5 实现Win2000的Intouch与WinXP的Rsview32通讯

完成上面的配置后, 依次启动Rsview32、OPCLink、Intouch, 便可以实现Intouch对Rsview32数据信息的读取。组态后的监控画面如图1:

3. 结束语

通过OPC技术, 实现了我处组态软件Intouch与Rsview32读取数据的功能, 解决了设备驱动程序开发中的异构问题、现场总线系统中异构网段之间数据交换问题, 同时OPC可作为访问不同监控软件的专有数据库的中间件, 便于集成不同的数据, 使不同软件之间达到无缝连接与互访。自投运以来, 系统运行稳定、可靠, 实现了调度中心快速、稳定地得到所需要的数据信息并进行优化、调度和决策等操作, 使得管控一体化的功能得到充分的发挥。

摘要：本文针对Intouch组态软件与Rsview32组态软件在不同操作系统中的通讯问题, 采用目前广泛用于过程控制自动化系统的OPC技术, 实现了我处组态软件Intouch与Rsview32读取数据的功能, 解决了设备驱动程序开发中的异构及异构网段之间数据交换问题, 使不同软件之间达到无缝连接与互访, 提高了系统的实时性、安全性和稳定性。

关键词：Intouch,Rsview32,通讯,OPC

参考文献

[1]刘文光.OPC技术在企业管控一体化中的应用[J].自动化与仪器仪表2009 (1) :65～66

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