分析OPC技術(shù)在DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用

葉江

【摘 要】隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷完善以及科學(xué)技術(shù)的日益完善，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)越來越重視提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)以及控制技術(shù)等。OPC技術(shù)是我國(guó)工業(yè)控制中十分常用的技術(shù)，其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的有效開展提供了重要的技術(shù)支持。通過OPC技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)不同的控制系統(tǒng)同數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)間形成有效的數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而保證工業(yè)生產(chǎn)有效進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】OPC技術(shù)；DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】F224-39【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0119-02

引言

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供了更為有效的管理方式和控制方式。在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供了非常有效的技術(shù)支持。OPC技術(shù)是我國(guó)工業(yè)控制中十分常用的技術(shù)，其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的有效開展提供了重要的技術(shù)支持。通過OPC技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)不同的控制系統(tǒng)同數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)間形成有效的數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而保證工業(yè)生產(chǎn)有效進(jìn)行。

本文就對(duì)OPC技術(shù)在DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并提出一些相應(yīng)的建議。

一、 OPC技術(shù)介紹

OPC（OLE for Process Control），其能夠?yàn)閃indows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過程控制應(yīng)用之間建立起一座非常重要的橋梁。其以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ)，通過提供一套十分完備的OLE/COM接口完的。OPC技術(shù)是我國(guó)工業(yè)控制中非常關(guān)鍵的技術(shù)，其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的有效開展提供了重要的技術(shù)支持。之所以該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)控制中應(yīng)用廣泛，是因?yàn)榭刂凭W(wǎng)上的PLC與DCS 往往都是來自于不同的商家的，這些商家們之間的通訊是極為復(fù)雜的。也正因?yàn)槿绱?，想要在控制網(wǎng)中高效、可靠地獲取那些重要的、需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就需要采用OPC通訊技術(shù)。通過利用OPC技術(shù)，可以在過程控制方面有效使用對(duì)象連接以及嵌入技術(shù)，進(jìn)而為控制系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問。

一般情況下，在對(duì)OPC數(shù)據(jù)進(jìn)行存取時(shí)，規(guī)范規(guī)定的基本對(duì)象主要有服務(wù)器、組以及數(shù)據(jù)項(xiàng)三類。一個(gè)服務(wù)器是與一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序想對(duì)應(yīng)的。在利用過程中，OPC會(huì)將開發(fā)訪問的接口任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠家或第三方廠家，然后通過利用OPC服務(wù)器來將這些數(shù)據(jù)提供給用戶們。這樣一來，就可以非常有效地解決了軟件廠商同硬件廠商之間存在的矛盾，使系統(tǒng)資源更為集中，從而大大提高了系統(tǒng)的開放性。與此同時(shí)，還能夠有效提升系統(tǒng)的可互操作性，從而實(shí)現(xiàn)有效管理。

通過利用OPC技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)與管理網(wǎng)之間的互聯(lián)，當(dāng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)整體時(shí)，就可以很好地保證上層應(yīng)用軟件和控制設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，這不但提高了控制質(zhì)量，也提高了工作效率。可以說，在遵守OPC規(guī)范的前提下，可以在任何時(shí)間有效獲取工藝生產(chǎn)的過程數(shù)據(jù)，而這一程序是通過OPC接口來完成的，具體如圖1所示。

二、 系統(tǒng)功能與特點(diǎn)分析

OPC技術(shù)在DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用中可以起到非常有效的作用，DCS系統(tǒng)通過有效利用OPC協(xié)議，可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與OPCServer端連接在一起，從而可以更為有效地采集到現(xiàn)場(chǎng)PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供更為豐富、有效的數(shù)據(jù)。

（一）功能分析

1、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控功能

當(dāng)我們將現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到PLC系統(tǒng)時(shí)，這時(shí)候操作站就可以有效進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，這一過程是通過DCS系統(tǒng)來完成的。值得一提的是，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)周期內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)采集，并且這個(gè)時(shí)間周期能夠被設(shè)定。與此同時(shí)，其還能夠隨時(shí)對(duì)PLC的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的監(jiān)控。

2、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)功能

對(duì)數(shù)據(jù)的處理是非常普通的功能。除此之外，還能夠?qū)?dāng)前存在的一些數(shù)據(jù)存入之能源網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，并且還能夠?qū)Τ霈F(xiàn)異常的數(shù)據(jù)給予告警信息，在給出告警信息后會(huì)將這些信息快速地存入至數(shù)據(jù)庫內(nèi)，此時(shí)數(shù)據(jù)庫就會(huì)對(duì)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量和統(tǒng)計(jì)，并可以對(duì)當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)以及歷時(shí)趨勢(shì)等內(nèi)容進(jìn)行有效的分析。

（二）特點(diǎn)分析

通過利用OPC技術(shù)，DCS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更好地聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)在滿足了OPC規(guī)范后，可以有效支持相應(yīng)的工控軟件和工控設(shè)備。此過程是通過安裝好外置的程序后便能夠?qū)?shù)據(jù)聯(lián)入至我們所指定的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之中。不僅如此，通過使用OPC技術(shù)，還能夠使數(shù)據(jù)更為方便地被共享，當(dāng)PLC工控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)入至DCS系統(tǒng)后，此時(shí)就能夠在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行必要的監(jiān)視了。

安全可靠是另一個(gè)特點(diǎn)，系統(tǒng)通過使用不同的網(wǎng)段來設(shè)定好數(shù)據(jù)的單項(xiàng)上傳，進(jìn)而能夠很好地保證位機(jī)在更為安全的環(huán)境下進(jìn)行。不僅如此，由于系統(tǒng)使用的是發(fā)數(shù)據(jù)采集上傳軟件和數(shù)據(jù)監(jiān)控客戶端軟件，這使得系統(tǒng)使用起來更為便利且有一個(gè)更好的運(yùn)行空間，運(yùn)行非常穩(wěn)定。值得一提的是，這種方式還能夠同原有的DCS系統(tǒng)完美地融合在一起，這可以非常有效地促進(jìn)系統(tǒng)軟件的一體化，有利于其研發(fā)，適用性非常強(qiáng)。由此可見，OPC技術(shù)應(yīng)用于DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊中是非常利于監(jiān)控的。

三、 OPC技術(shù)在DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用

OPC技術(shù)在DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用是非常有效的，本文僅以化學(xué)水處理控制系統(tǒng)為例，對(duì)OPC方案的應(yīng)用加以說明。

（一）建立以太網(wǎng)

在DCS與化學(xué)水處理控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)之前，各自網(wǎng)絡(luò)為獨(dú)立的局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）。為了實(shí)現(xiàn)OPC方案，首先必須建立兩個(gè)系統(tǒng)之間的光纖以太網(wǎng)。為了保證各自網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)獨(dú)立和安全性，兩個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)段不一樣，因此需設(shè)置網(wǎng)關(guān)和路由才能在兩個(gè)系統(tǒng)之間建立一條以太網(wǎng)通道。

（二）設(shè)置OPC服務(wù)器和客戶端

確認(rèn)OPC服務(wù)器（SERVER）的上位機(jī)安裝的是帶有OPC服務(wù)的IFIX，且運(yùn)行IFIX時(shí)，必須啟動(dòng)IFIX的OPC服務(wù)（一個(gè)名為OPC2OiFTX.EXE的可執(zhí)行文件）。

OPC基于Microsoft Windows的對(duì)象鏈接和嵌套（Active X）、部件對(duì)象模型（COM）和分布式部件對(duì)象模型（DCOM）技術(shù)，因此需要修改OPC SERVER的IFIX操作員站以及作為OPC客戶端（CLIENT）的DCS操作員站的DCOM配置，才能建立OPC SERVER和OPC CLIENT之間的正確連接。這是建立SERVER/CLIENT結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵一步。

1、 OPC CLIENT的DCOM設(shè)置。作為OPC CLIENT的Ovation DCS操作員站所使用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為Windows xp，具體設(shè)置可以參閱DCS的相關(guān)手冊(cè)，該部分工作由DCS廠家完成，在此不進(jìn)行詳述。

2、在OPC CLIENT上訪問OPC SERVER 正確配置了OPC SERVER和CLIENT的DCOM后，就在DCS和BOP PLC系統(tǒng)之間構(gòu)建了一條基于OPC的網(wǎng)絡(luò)通道，從而將BOP的過程數(shù)據(jù)庫納入DCS過程數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)在DCS操作員站上對(duì)BOP的監(jiān)控。

總結(jié)：OPC技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崟r(shí)地獲取相關(guān)的重要數(shù)據(jù)，也可以有效地保證DCS系統(tǒng)安全、有效的運(yùn)行，從而為工業(yè)生產(chǎn)提供必要的技術(shù)支持，保證DCS與PLC數(shù)據(jù)通訊有效開展下去。

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