基于OPC的注塑機(jī)的追溯系統(tǒng)

焦曉龍 鄭波 胡安馳 張海平（寧波海天塑機(jī)軟件開發(fā)有限公司，浙江寧波 315801）

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基于OPC的注塑機(jī)的追溯系統(tǒng)

焦曉龍 鄭波 胡安馳 張海平
（寧波海天塑機(jī)軟件開發(fā)有限公司，浙江寧波 315801）

【摘要】針對注塑機(jī)行業(yè)的不對發(fā)展，信息集成化的要求越來越高。產(chǎn)品的質(zhì)量追溯系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。本文指出了產(chǎn)品質(zhì)量追溯的復(fù)雜性與技術(shù)難點(diǎn)，討論OPC的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)本質(zhì)、訪問的軟件接口。研究了產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的系統(tǒng)框架。本文以監(jiān)控軟件系統(tǒng)互聯(lián)為例，實現(xiàn)工廠基于OPC的網(wǎng)絡(luò)管理。 基于OPC的質(zhì)量追溯系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】OPC 注塑機(jī) 系統(tǒng)

1 介紹

隨著工業(yè)4.0的不斷深入，基于條形碼打印、RFID等產(chǎn)品追溯系統(tǒng)使用的越來越多，所謂的追溯系統(tǒng)，就可以根據(jù)工業(yè)產(chǎn)品的問題根源，進(jìn)行深度的大數(shù)據(jù)分析。產(chǎn)品的追溯有寬廣的監(jiān)控，從生產(chǎn)的原料裝配到成品完成。追溯系統(tǒng)包含了各種數(shù)據(jù)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)的集成。

產(chǎn)品的追溯系統(tǒng)可以根據(jù)產(chǎn)品的缺陷進(jìn)行針對的系統(tǒng)調(diào)整，可以大大的幫助工廠工藝人員調(diào)整。它對產(chǎn)品質(zhì)量的控制、服務(wù)有極大數(shù)據(jù)依據(jù)。下文主要介紹基于OPC的質(zhì)量追溯系統(tǒng)在注塑機(jī)行業(yè)的應(yīng)用。

2 復(fù)雜性和技術(shù)難題

2.1 復(fù)雜性

追溯系統(tǒng)屬于一直實時的控制系統(tǒng)，它的目的是數(shù)據(jù)集成化，同時根據(jù)現(xiàn)場的質(zhì)量反饋，直接可以追溯到具體哪個產(chǎn)品的問題缺陷。類似條形碼的追溯系統(tǒng)，它可以包含所有重要的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)，一般都會包含條碼號，零件號，日期，時間，操作者工號，機(jī)床號，流水號。然后追溯系統(tǒng)非常復(fù)雜，包含了產(chǎn)品的原料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)檢等一系列的過程。

2.2 技術(shù)難題

可追溯系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵是如何克服數(shù)據(jù)交換的復(fù)雜性。它不僅處理實時數(shù)據(jù)控制信息控制系統(tǒng)如DCS、PLC和SCA在底層控制網(wǎng)絡(luò)等，也包括非實時數(shù)據(jù)管理信息，反映了管理現(xiàn)狀各種高水平的管理和輔助決策系統(tǒng)。由于設(shè)備的多樣性，基本處于不相容的狀況，這是不同的子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。不一定是相同的通信協(xié)議，數(shù)據(jù)格式有很大的區(qū)別，這必然會產(chǎn)生大量的信息孤島。它會導(dǎo)致很難使系統(tǒng)集成在每個子系統(tǒng)的正向和反向追溯系統(tǒng)以及橫向和縱向可追溯系統(tǒng)，并實現(xiàn)它們之間的信息交換的數(shù)據(jù)。這就對可追溯系統(tǒng)的復(fù)雜性帶來了巨大困難。

3 基于OPC的數(shù)據(jù)交互

3.1 OPC的技術(shù)核心與規(guī)范

有必要建立應(yīng)用軟件和設(shè)備驅(qū)動程序之間的聯(lián)系可追溯系統(tǒng)建設(shè)。根據(jù)傳統(tǒng)方法，如果有n設(shè)備和m應(yīng)用程序，那么他們之間的數(shù)據(jù)交換鏈接需要n ×m通道，這就是說，它必須開發(fā)n×m的驅(qū)動。處理器的不開放和相互不兼容的驅(qū)動程序的產(chǎn)品，由于場地設(shè)備的多樣性，因而，鏈接驅(qū)動的方法是不可取的。

OPC的協(xié)議規(guī)范（OLE）的集成系統(tǒng)硬件和應(yīng)用軟件之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。它提供了一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，標(biāo)準(zhǔn)的同一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和應(yīng)用軟件，它可以促進(jìn)公開可追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)無縫鏈接。如圖1所示，使用客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)和通過OPC技術(shù)，它只需要開發(fā)n+m驅(qū)動可以實現(xiàn)與OPC接口的程序。OPC系統(tǒng)具有以下技術(shù)特點(diǎn)。（1）它可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。（2）提供了一個標(biāo)準(zhǔn)訪問接口。（3）基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，和底層通訊。它的應(yīng)用是它可以獨(dú)立設(shè)計、編輯和調(diào)試，它可以有明顯的用戶特征，如易于維護(hù)和升級以及開放性。

3.2 OPC數(shù)據(jù)交互的接口

注塑行業(yè)的OPC接口主要以以太網(wǎng)的接口為主，只要在相應(yīng)的車間內(nèi)實現(xiàn)一個局域網(wǎng)，然后根據(jù)ICPIP設(shè)定相應(yīng)的地址，就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互通。如下圖2所示的布局接口圖。

OPC服務(wù)器的對象是一種層次結(jié)構(gòu)，它包含所有的服務(wù)器對象的信息。層與層之間的關(guān)系是，服務(wù)器是作為一個整體容器，它提供了創(chuàng)建和操作OPC的功能組對象的OPC客戶端。數(shù)據(jù)庫是容器的項目，項目的組織和管理機(jī)制，它的集合對象的所有信息。從OPC服務(wù)器項目代表一個物理性連接到數(shù)據(jù)源，并不能直接訪問客戶端程序。它是一個特定的過程變量和讀寫數(shù)據(jù)的最小單位，僅僅通過設(shè)置對象訪問，它可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的訪問項目。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含三個變量值，質(zhì)量和時間變量。

OPC位于之間的可追溯系統(tǒng)的功能控制裝置和控制軟件，其目的是建立應(yīng)用軟件程序通信之間的接口標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問規(guī)范信息。接口規(guī)范可用于不同的平臺之間的通信應(yīng)用程序和一臺計算機(jī)的內(nèi)部溝通，和更多的支持網(wǎng)絡(luò)分布式應(yīng)用程序之間的通信統(tǒng)一OPC標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用程序之間的有效聯(lián)系和現(xiàn)場設(shè)備，基于OPC，它能使有效的無縫集成不同級別的數(shù)據(jù)信息，如業(yè)務(wù)決策、生產(chǎn)管理、過程監(jiān)控、現(xiàn)場控制等，更有利于實現(xiàn)可追溯系統(tǒng)。

4 結(jié)語

實現(xiàn)可追溯系統(tǒng)的關(guān)鍵是軟件應(yīng)用系統(tǒng)的無縫集成。與硬件軟件升級更新周期變得越來越短，越來越快，工程實踐表明，基于OPC接口的硬件和軟件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范可以實現(xiàn)它們之間的實時數(shù)據(jù)交換，即插即用的設(shè)備具有互操作性，此網(wǎng)絡(luò)的介入，可以有效的實現(xiàn)工廠的實時數(shù)據(jù)與公司的ERP生產(chǎn)計劃的無縫對接。因此，OPC技術(shù)可追溯系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

［1］王興天等編.注塑成型技術(shù)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，1989.