3 OPC技术解决问题的方法
OPC是为使不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化,以及使其问的数据交换更加简单化而提出的。作为结果可向用户提供不依赖于特定开发语言和开发环境的可以自由组合使用的过程控制软件组件产品。利用OPC的系统由按照应用程序(客户程序)的要求提供数据采集服务的OPC服务器、使用OPC服务器所必需的OPC接口,以及接受服务的OPC应用程序所构成。OPC服务器按照各供应厂商的硬件所开发,因此可以吸收各供应厂商硬件和系统的差异,从而实现不依赖于硬件的系统构成。同时利用一种叫做Variant的数据类型,可以不依赖于硬件中同有的数据类型,按照应用程序的要求提供数据格式。利用OPC 使接口标准化可以构成如图2所示的系统。OPC典型体系结构如图3所示。
4 OPC技术在某监测控制系统中的应用
OPC因其特点和优越性已在工业控制领域中得到广泛应用。通常使用OPC技术进行工业过程控制中采集数据。OPC数据订阅和数据动态绑定,为具有数据绑定功能所有ActiveX控件提供数据源,用户可方便地观察来自OPC服务器实时数据。图4是一个OPC垃圾焚烧系统中应用实例。该系统分为生产管理监控级和现场控制级两层结构。
管理层主要包括丁业控制机或计算机、视频监视器等设备,这些设备均安装在中央控制室里。管理层中,通过组态王工业组态软件开发设计软件监控平台,可以实时观察底层设备工作状况,及时对系统m现故障点进行报警处理、实时保存报表数据。同时,同一计算机中进行算法程序演算,该操作平台实现对底层设备远程智能控制。控制层主要包括各种硬件设备,例如PLC控制器、各种测量仪器仪表等。这些硬件均安装垃圾焚烧系统工作现场,对系统进行直接控制。其中,底层硬件设备采用常用西门子S7系列PLC,其中包括S7-200和S7-300系列。同时,利用高速工业以太网(TCP/IP协议)进行管理层和控制层之间连接,以实现信息和资源共享,具备完善控制能力、极高可靠性和方便灵活扩展能力。该系统设计从工艺流程出发,实现对生产过程自动控制。现场控制级接受生产管理级调度,但并不依赖于生产管理级而运行:若监控的计算机出现故障或并未投入使用或通信网络出现故障,各现场控制站仍会正常工作,对整个工艺过程没有影响。实现控制层与管理层之间数据交换时,工业组态软件组态王提供一种建立OPC服务器方式实现数据通信方式。因此,管理层与控制层的通信之间建立一个OPC服务器,其框图如图5所示。
图中OPC连接应用广泛PLC系统,底层设备信息OPC服务器进入上一层的人机界面。这些系统与最上层质量控制软件、生产管理软件和Internet应用软件OPC接口互换信息,使信息能够各系统问充分流通。如果系统具备OPC应用条件,当现有系统需要添加新设备时,只需将新设备接人系统,安装用于访问该设备OPC服务器,扩展后系统可正常工作。添加新设备并不影响系统其他部分运行和使用。
5 结束语
通过对OPC技术进行研究,探讨了OPC服务器与客户端的实现,并将该研究用于关于某垃圾焚烧系统控制方案,由客户端进行远程监测。结果表明:OPC技术大大提高了数据采集系统的开放性能,可以有效地避免开发过程的重复性,以及多种软件系统集成的不兼容性等问题。该技术在工业控制系统中有着广阔的应用前景,逐步实现了软硬件之间的标准化。