OPC通訊協(xié)議介紹

-.-.-.word.zl.-.word.zl.OPC通訊協(xié)議介紹OPC(OLEforProcessControl,用于過程掌握的OLE)是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，治理這個標(biāo)準(zhǔn)國際組織是OPC基金會，OPC220家。遍布全OLE(現(xiàn)在的ActiveX)、COMDCOM(分布式部件對象模型)技術(shù)。OPC和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。OPC全稱是OLEforProcessControl，它的消滅為基于Windows的應(yīng)用性、開放性、可互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動程序。在這種狀況下，OPC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生。OPCOLEOLE/COMOPCOLE2OLE標(biāo)準(zhǔn)允很多臺微機之間交換文檔、圖形等對象。COM是ComponentObjectModelOLECOM是一種為了實現(xiàn)與編程語言無關(guān)的對象而制定的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將Windows下的使用C++語言創(chuàng)立一個Windows對象，它支持一個接口，通過該接口，用戶可以訪問該對象供給的各種功能，用戶可以使用VisualBasic，C，Pascal，SmalltalkWindowsNT4.0操作系統(tǒng)下，COM到可訪問本機以外的其它對象，一個應(yīng)用程序所使用的對象可分布在網(wǎng)絡(luò)上，COM的這個擴展被稱為DCOM〔DistributedCOM〕。通過DCOM技術(shù)和OPC/效勞器模式，把開發(fā)訪問接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠家或第三方廠家，以O(shè)PC效勞器的形式供給應(yīng)用戶，解決了軟、硬件廠商的沖突，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。OPC效勞器通常支持兩種類型的訪問接口，它們分別為不同的編程語言環(huán)境供給訪問機制。這兩種接口是：自動化接口〔Automationinterface〕；自定義接口〔Custominterface〕。自動化接口通常是為基于腳本編程語言而定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等編程語言開發(fā)OPC效勞器的客戶應(yīng)用。而自定義接口是特地為C++等高級編程語言而制定的標(biāo)準(zhǔn)接口。OPC它不能全方位地支持OPC，那么必將被歷史所淘汰。1、在掌握領(lǐng)域中，系統(tǒng)往往由分散的各子系統(tǒng)構(gòu)成；并且各子系統(tǒng)往時監(jiān)控系統(tǒng)。需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)相應(yīng)掌握指令。3、再考慮到實時監(jiān)控系統(tǒng)往往需要升級和調(diào)整。4、就需要各子系統(tǒng)具備統(tǒng)一的開放接口。5、OPC(OLEforProcessControl)標(biāo)準(zhǔn)正是這一思維的產(chǎn)物。6OPC基于Microsoft公司的DistributedinterNetApplication(DNA)構(gòu)架和ComponentObjectModel(COM)技術(shù)的，依據(jù)易于擴展性而設(shè)計的。OPC標(biāo)準(zhǔn)定義了一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口。7OPC是以O(shè)LE/COMOLE/COM是一種客戶/OPC從而保證軟件對客戶的透亮性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來。8、OPC定義了一個開放的接口，在這個接口上，基于PC的軟件組件能交換數(shù)據(jù)。它是基于WindowsOLE——對象鏈接和嵌入、COM——部件對象模型(ComponentObjectModel)和DCOMCOM(DistributedCOM)技術(shù)。因而，OPC了一個抱負的方法。OPC應(yīng)用領(lǐng)域1、工控解決方案用戶2、樓控解決方案用戶3、工控解決方案廠商4、樓控解決方案廠商5、工控解決方案集成商6、樓控解決方案集成商7、AllAutomationFieldsOPC(OPC(OPC應(yīng)用程序)之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)源可以是PLC，DCS，條形碼讀取器等掌握設(shè)備。隨OPC效勞器即可以是和OPC應(yīng)用程序在同一臺計算機上運行的本地OPC效勞器，也可以是在另外的計算機上運行的遠程OPC效勞器。OPC接口既可以適用于通過網(wǎng)絡(luò)把最下層的掌握設(shè)備的原始數(shù)據(jù)供給給作為數(shù)據(jù)的使用者(OPCHMI(硬件監(jiān)視接口)／SCADA(監(jiān)視掌握與數(shù)據(jù)采集)，批處理等自動化程序，以至更上層的歷史數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用程序，也OPC的具有高厚度松軟性的接口標(biāo)準(zhǔn)。OPC解決了什么？OPC誕生以前，硬件的驅(qū)動器和與其連接的應(yīng)用程序之間的接口并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在FA(FactoryAutomation)——工廠自動化領(lǐng)域，連接PLC(ProgrammableLogicController)等掌握設(shè)備和SCADA／HMIFA種各樣機器的應(yīng)用程序設(shè)計占費用的73PA(ProcessAutomation)——過程自動化領(lǐng)域，當(dāng)期望把分布式掌握系統(tǒng)(DCS——DistributedControlSystem)中全部的過程數(shù)據(jù)傳送到生產(chǎn)治理系統(tǒng)時，必需依據(jù)各個供給廠商的各個機種開發(fā)特定的接口，例如，利用C語DLLDDEFTP(文件4種掌握設(shè)備和與其連接的監(jiān)視、趨勢3A，B，C，D12性更加困難。而OPC是為了不同供給廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化不依靠于特定開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境的可以自由組合使用的過程掌握軟件組件產(chǎn)品。OPCOPC效勞器，使用OPCOPC接口，以及承受效勞的OPC應(yīng)用程序所構(gòu)成。OPC效勞器是依據(jù)各個供給廠商的硬件所開發(fā)的，使之可以Variant用程序的要求供給數(shù)據(jù)格式。利用OPC使接口標(biāo)準(zhǔn)化可以不依存于各設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造及它的供給廠商來選用監(jiān)視，趨勢圖以及表報應(yīng)用程序。為什么開發(fā)自主OPCServer和OPCGateway？1、國外原廠商的高價格2、國外原廠商面對工程的不敏捷性3、國內(nèi)工程中子系統(tǒng)的多樣性難以供給DRIVER4、自主OPC效勞器追求的是穩(wěn)定、實時、快速。5、眾多子系統(tǒng)的不標(biāo)準(zhǔn)性6、總包工程在投標(biāo)前后可能消滅的不全都性7、價格昂貴的原廠平臺效勞器軟件8、總包商集成是否投入大量的人力開發(fā)9、平臺和子系統(tǒng)的兼容性10、建立了OPC平臺和子系統(tǒng)的互通11、解決廠商和集成商在工程集成的苦惱12、解決廠商和集成商分散資源進展二次開發(fā)13、解決工程中子系統(tǒng)廠商的困擾14、為上下位的數(shù)據(jù)通訊供給透亮的通道1例如系統(tǒng)的體系構(gòu)造圖0本例中以O(shè)PC為例在上位機上插入CP5611PLC為S7-300C.CPU313C-2DP(6ES7313-6CE00-0AB0)二者通過PROFIBUS總線相連。 2軟件版本描述需要軟件SIMATICNETV6.0SP4PBSOFTNET-S73組態(tài)3.1在PC機上安裝SIMATICNETV6.0PCNCMNCM組態(tài)一PCSTATION圖1插入一個PCSTATIONOPC雙擊CONFIGURATION2圖2在第一槽插入OPCSERVER在CP5611V6.0SP4插入OPCSERVER和CP5611時，選擇SWV6.0SP4存盤編譯后，在OPTIONS菜單下選ConfigureNetwork單擊OPCSERVER后，出來連接表，雙擊其中一格，建立S7-CONNECTION3圖3連接的站選擇UNSPECIFIED.點擊APPLY入具體組態(tài)畫面圖4圖4填入S7-300C6號站，點擊AddressDetailsCPU的槽號。圖5S7-300PLC，CPU2，S7-400CPU假設(shè)連接通訊模塊如CP342-5CP443-5在這里也必需填上CPU預(yù)備下載。 3.2組態(tài)虛擬PCSTATION編譯存盤后配置虛擬PCSTATION.于實際配置一樣在第一行添加APPLICATION圖6進入虛擬PCSTATION畫面圖7第一行添加OPCSERVERINDEX表示行數(shù)NAME任意。進入配置網(wǎng)卡界面圖8圖9選擇CP5611的模式為CONFIGUREDMODEINDEX為4〔行數(shù)〕配置完后退出。使能OPCS7協(xié)議。圖10圖11進入STATIONNAME為OPC與配置一樣。圖12圖13在掌握面板中設(shè)置PG/PCINTERFACE為S7ONLINE指向PCINTERNALCP_L2_1指向CP5611(PROFIBUS)下載PC配置信息到虛擬PC站中圖14確認配置無誤圖15 3.3測試實際連線狀態(tài)，在SIMATICNETCONFIGURATIONCONSOLE中2基于PLCDCS掌握系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用性能和價格提出了的要求。重慶市奉節(jié)污水處理廠承受CASS工藝對生活污水進展處理，日處理量為3DCSPLC整個系統(tǒng)在實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的狀況下，有效降低了系統(tǒng)本錢，從2023年投產(chǎn)至今運行狀況良好。1生產(chǎn)工藝簡介AO、SBR、CASSCASS〔CyclicActivatedSludgeSystem，循環(huán)式活性污泥法〕工藝，屬于改進型SBR工藝的一種，由格柵井、CASS池、鼓風(fēng)機房、加藥間、儲泥池、脫水機房、接觸消毒池組成。該工藝具有以下特點：〔1〕可升降的潷水器最大限度降低了排水水流對底部沉淀污泥擾動?！?〕抗沖擊力強，對難降解有機物的去除效率高，同時具有脫氮除磷功能?！?〕工藝流程短，占地面積小，建立費用低，運轉(zhuǎn)費用省?！?〕治理簡潔，運行牢靠，出水水質(zhì)好，無異味?！澄勰喈a(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，不發(fā)生污泥膨脹。2DCS掌握系統(tǒng)選型及硬件配置DCS系統(tǒng)的選型依據(jù)實際的工藝要求及建立特點，該工程對掌握系統(tǒng)提出了如下要求：〔1800的算法并不簡單，根本以時間掌握和位式掌握為主?！?〕掌握系統(tǒng)須成熟牢靠，便于調(diào)試和維護。〔3〕考慮到會有第三方產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)通訊及其協(xié)議須具備開放性和標(biāo)準(zhǔn)性。〕測量設(shè)備和受控設(shè)備均為傳統(tǒng)設(shè)備，根本不帶現(xiàn)場總線通訊力量，所I／O〔5〕作為國債投資工程，盡可能在滿足要求的前提下降低造價。經(jīng)過比較，該廠的自動化掌握系統(tǒng)承受以PLCDCS系統(tǒng)在滿足生產(chǎn)要求的根底上其性能和價格上取得了很好的平衡。基于PLCDCS傳統(tǒng)DCS是針對流程工業(yè)的儀表掌握系統(tǒng)開展起來的，主要功能是實現(xiàn)連PLC功能是實現(xiàn)開關(guān)量的規(guī)律掌握。PLC能夠互連起來而形成的較大掌握系統(tǒng)。與單個的PLC有幾點重大的轉(zhuǎn)變：〔1〕在網(wǎng)絡(luò)上掛接了在線的通用計算機，其作用一是實現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)、編程DCS雛形就消滅了?！?PLCI／OPLC僅可以完成規(guī)律掌握，也可以完成模擬量監(jiān)測及掌握和混合掌握的功能?！?〕越來越多的PLC廠家把專用的網(wǎng)絡(luò)改成為通用的網(wǎng)絡(luò)，這樣就使PLC有條件和其它各種計算機系統(tǒng)和設(shè)備實現(xiàn)集成，以組成大型的掌握系統(tǒng)。上述幾點轉(zhuǎn)變使得PLCDCSPLC產(chǎn)品已經(jīng)進入市場多年，其I／O統(tǒng)的要求，同時通過擴展能夠增加現(xiàn)場總線通訊功能。加上PLCPLC相當(dāng)大的競爭優(yōu)勢。奉節(jié)污水處理廠DCS系統(tǒng)配置及構(gòu)成DCS掌握系統(tǒng)以工業(yè)以太網(wǎng)這種開放式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造為根底，由三個下位掌握PLC0、PLC1、PLC2111所示。-.PLC0掌握站安裝在中心治理中心的大屏幕馬塞克模擬顯示屏內(nèi)，通過RS232整個流程以及設(shè)備狀態(tài)顯示出來。PLC11號CASS池、2CASS3CASS毒池的局部檢測掌握、配電室的局部電力參數(shù)監(jiān)測。PLC2套加藥設(shè)備。中心治理中心的兩臺監(jiān)控計算機承受DELLOptiPlex系列臺式機。OptiPlex系列臺式機定位于初級效勞器應(yīng)用，在高性能的前提下其特地設(shè)計的鋼Windows2023該廠整個掌握的系統(tǒng)信息交換層和掌握層兩層合一。承受先進的工業(yè)以太要求，改進后的一種信息及掌握網(wǎng)，具有一網(wǎng)到底和降低網(wǎng)絡(luò)造價的特點。- .word.zl.-.-.-.word.zl.-.word.zl.自控系統(tǒng)功能監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件承受開物20232023控軟件，該軟件對OPC通訊方式支持較好。OPC〔OLEforProcessContro1〕是COM〔ComponentObjectMode1〕和DCOM〔DistributedComponentObject供給“即插即用〞的連接。本系統(tǒng)的監(jiān)控軟件和DCS硬件之間的通訊協(xié)議承受OPCROCKWELLRSLINXOPCSEVER端而監(jiān)控軟件作為OPCCLIENT讀取數(shù)據(jù)，承受該方式通訊防止了監(jiān)控軟件對DCS系統(tǒng)驅(qū)動程序支持不完善的狀況發(fā)生。掌握方式X為便于操作調(diào)試和事故的緊急處理，系統(tǒng)掌握方式分為三種：〔1〕就地手動方式。即通過就地掌握箱或MCC上的按扭、開關(guān)操縱設(shè)備?！?〕遙控方式。通過中心治理中心的兩臺計算機在手動模式下掌握設(shè)備?！?〕自動方式。系統(tǒng)依據(jù)工況自動完成設(shè)備的啟停、調(diào)整掌握。MCC方式的切換由兩臺監(jiān)控計算機完成。監(jiān)控功能1000M網(wǎng)卡與PLC主要功能：〕工藝流程監(jiān)控功能。系統(tǒng)能按工藝要求對污水處理的各環(huán)節(jié)參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)進展監(jiān)視，同時依據(jù)工藝要求選擇自動、挨次、定時等掌握方式?！?〕報警及報警記錄功能。當(dāng)設(shè)備發(fā)生事故時，系統(tǒng)將在計算機、馬賽克及確認時間進展記錄。在計算機上還可進展語音報警?！?〕聯(lián)鎖保護功能。當(dāng)系統(tǒng)檢測到局部故障后啟動相應(yīng)的聯(lián)鎖保護程序?！硡?shù)設(shè)定功能。可在中心治理中心的任何一臺監(jiān)控計算機或現(xiàn)場掌握站的人機界面上進展報警上下限、調(diào)整參數(shù)、運行時間等參數(shù)的設(shè)定。〕數(shù)據(jù)記錄存儲功能。系統(tǒng)可對重要數(shù)據(jù)如工藝參數(shù)、工況、設(shè)備運行時間等進展記錄儲存，以備調(diào)用?！巢僮饔涗浌δ?。系統(tǒng)自動保存重要操作記錄，如改動參數(shù)，操作設(shè)備的操作員代號、時間、內(nèi)容等。〕實時數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線。對重要工藝參數(shù)可以進展實時曲線顯示，并記錄歷史數(shù)據(jù)曲線?！?〕多級口令保護功能。在中心治理中心的任何一臺監(jiān)控計算機上可設(shè)定畫面?！?〕打印功能。可進展報表打印、曲線打印、圖形打印。工程效果該工程于2023年520234夠全面了解整個工廠的運行情，DCS系統(tǒng)對泵及潷水器等主要設(shè)備能夠依據(jù)預(yù)取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。結(jié)語PLC調(diào)試及維護。雖然PLC掌握算法相對單一，但是卻很好的滿足了污水生產(chǎn)工藝通訊網(wǎng)絡(luò)良好的兼容性和穩(wěn)定性，同時實現(xiàn)了通訊的高速化。以PLC為根底承受工業(yè)以太網(wǎng)搭建的DCS掌握系統(tǒng)，在污水處理廠的自動化掌握中具有成熟牢靠，既滿足生產(chǎn)工藝要求，同時也降低了工程造價，具有很好的應(yīng)用前景。在VC環(huán)境中使用定制接口開發(fā)OPC客戶應(yīng)用程序，下面是程序?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵步驟。包含OPC頭文件開發(fā)OPC客戶應(yīng)用程序，除了需要OPC接口外，還需要在程序中包含OPC標(biāo)OPC基金會網(wǎng)站(網(wǎng)址:.)下載這些文件:#include“opcda_i.c“OPC數(shù)據(jù)存取接口#include“opcda.h“OPC數(shù)據(jù)存取2.0頭文件#include“opccomn_i.cOPC#include“opccomn.h“OPC公共頭文件初始化COM支持庫由于 OPC是基于 COM技術(shù)制定，所以在使用接口類之前必需首先使用CoInitialize(NULL)函數(shù)初始化COM庫，假設(shè)成功，函數(shù)返回值等于S_OK。連接opc效勞器OPC客戶能夠連接到OPCOPC組和OPCOPCOPCOPCOPCOPC在同一臺計算機上)和OPC數(shù)據(jù)訪問效勞器名(RSI.RSView32OPCTagServer)。實現(xiàn)代碼如下:ConnectToServer(/*in */LPOLESTR ProgID,/*in*/ BOOL IsRemote,/*out */IUnknown**ppUnknown){CLSIDOPCCLSID;HRESULThRet=CLSIDFromProgID(ProgID,&OPCCLSID);//ProgIDOPCCLSIDif(IsRemote)//opc效勞器和opc客戶不在同一臺計算機上{COSERVERINFOServerInfo;memset(&ServerInfo,0,sizeof(ServerInfo));ServerInfo.pwszName=T2OLE(“ServerComouter“);MULTI_QIqi[1];memset(qi,0,sizeof(qi));qi[0].pIID=&IID_IUnknown;HRESULThRet=CoCreateInstanceEx(OPCCLSID,NULL,CLSCTX_REMOTE_SERVER,&ServerInfo,1,qi);*ppUnknown=qi[0].pItf;}else//opc效勞器和opc客戶在同一臺計算機上{hRet=CoCreateInstance(OPCCLSID,NULL,CLSCTX_LOCAL_SERVER,IID_IUnknown,(void**)ppUnknown);}}創(chuàng)立OPC組IOPCServerAddGroup方法可以創(chuàng)立一個有指定名稱和屬性的OPC在調(diào)用該方法之前，可以使用上一步得到的Iunknown接口指針，通過QueryInterfaceIOPCServerppUnknown->QueryInterface(IID_IOPCServer,(void**)&pServer);//IOPCServer接口指針pServer-> AddGroup(L “,TRUE,500,1235,&lTimeBias,&fTemp,0,&hOPCServerGroup,&dwActualRate,IID_IOPCItemMgt,&pOPCItemMgt);添加數(shù)據(jù)項IOPCItemMgtAddItem方法可以添加具有特別屬性的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)項。pOPCItemMgt->AddItems(ItemNumber,ItemArray,(OPCITEMRESULT**)&pItem