探究基于Java的OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

于宏濤

(承德石油高等專科學(xué)校，河北 承德 067000)

在過去的工業(yè)領(lǐng)域中，要想實現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)采集，就要借助驅(qū)動程序和設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，但過程控制系統(tǒng)為一對一系統(tǒng)，如果使用了上位監(jiān)控軟件，那么就要開發(fā)特殊的驅(qū)動程序，不僅難以實現(xiàn)系統(tǒng)集成，而且會給工作人員帶來一定工作壓力。通過OPC技術(shù)能夠有效解決這一問題，OPC能夠提供通用接口，不論在過程控制中使用何種設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備通訊。而且上層管理軟件大多是Java開發(fā)的，為了實現(xiàn)集成，本系統(tǒng)同樣利用Java來實現(xiàn)。

1 OPC技術(shù)

1.1 OPC基本結(jié)構(gòu)與通訊方式

OPC，即OLE for Process Control，是微軟公司研發(fā)的規(guī)范接口協(xié)議，能夠?qū)Σ煌瑧?yīng)用程序和設(shè)備間實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化軟件接口，讓數(shù)據(jù)更加簡便的交換，OPC技術(shù)是借助DCOM、COM以及OLE技術(shù)為基礎(chǔ)，通過客戶端服務(wù)器結(jié)構(gòu)，對Server與Client間的規(guī)定進(jìn)行制定。在對客戶端進(jìn)行開發(fā)時，無需程序在意服務(wù)器是否處于最佳性能，而且底層設(shè)備無需考慮如何實現(xiàn)軟硬件間的通訊，僅僅需要遵循接口協(xié)議，就能在服務(wù)器中獲得想要的數(shù)據(jù)。

1.2 OPC數(shù)據(jù)存儲格式

與過去的數(shù)據(jù)庫存儲有很大不同，OPC為樹形結(jié)構(gòu)存儲格式。在服務(wù)端主機中，有很多Server，每個都存在不同的item，在這其中，存儲信息為目前設(shè)備需要監(jiān)控以及采集的數(shù)據(jù)，在客戶端對數(shù)據(jù)進(jìn)行截取時，要指明主機名，具體到Server和獲取路徑。除了Server外，在客戶端下面還存在存儲層Group，能夠?qū)tem進(jìn)行分類存儲，因此不但能夠連續(xù)獲取item，還能利用批處理技術(shù)監(jiān)理Group，將item放置在Group中，進(jìn)而將其全部獲取。

2 基于Java的OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 Kepware作為OPC服務(wù)器

利用Kepware作為OPC服務(wù)器，能夠?qū)LC運行中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速獲取，而且Kepware還有很大優(yōu)勢，能夠支持市場上大部分PLC廠商，而且可以在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問技術(shù)、歷史數(shù)據(jù)訪問技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)良好應(yīng)用。

2.2 采用OPC服務(wù)器通訊以及Utgard開源類庫

Utgard是利用Java開發(fā)的純開源類庫，包含于Open SCADA項目下，具備良好的跨平臺性，是以DCOM為基礎(chǔ)來實現(xiàn)的，通過Utgard庫文件能夠與OPC服務(wù)器實現(xiàn)通訊。能夠在Linux以及Windows系統(tǒng)上運行，能夠?qū)崿F(xiàn)異步查詢、同步查詢、組查詢等功能。

2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)

應(yīng)該在本地系統(tǒng)中配置DCOM，并通過Utgard對OPC數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。Utgard可以提供API函數(shù)，并與OPC服務(wù)器實現(xiàn)連接，能對變量參數(shù)值進(jìn)行讀取與寫入，使變量值能夠快速傳送至軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)持久存儲，并錄入到追溯系統(tǒng)中。

2.4 MySQL數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)

選擇MySQL當(dāng)作持久化存儲系統(tǒng)，這種系統(tǒng)庫屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，而且體積較小，能夠快速運行，不需要花費過多成本即能實現(xiàn)，不僅如此，此系統(tǒng)還具備開源免費的屬性。選擇MySQL數(shù)據(jù)庫能夠?qū)嶋H生產(chǎn)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，這樣能夠便于工作人員在之后對其進(jìn)行追溯。被存儲起來的關(guān)鍵數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型的生產(chǎn)控制與過程控制，能夠?qū)Ξa(chǎn)品下列信息進(jìn)行追溯，包括成品中都有哪些零部件；在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，出現(xiàn)了哪些關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠滿足生產(chǎn)需求；對當(dāng)前產(chǎn)品生產(chǎn)控制的嚴(yán)密性等等。

3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件編程實現(xiàn)

OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器是由Item、Group以及Server所組成的，在連接OPC Server后能夠讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，而且Utgard能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)據(jù)讀取方式，包括發(fā)布訂閱模式查詢、異步查詢、同步查詢等，支持同步寫入方式。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展速度十分迅猛，生產(chǎn)規(guī)模逐步擴大，增添了許多新型設(shè)備，通過OPC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的快速采集，并且讓管理軟件與控制系統(tǒng)實現(xiàn)更好的通訊方式，本文已經(jīng)闡述了基于Java的OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，本系統(tǒng)使用的開發(fā)語言為Java，能夠與目前Java EE企業(yè)架構(gòu)系統(tǒng)實現(xiàn)集成，而且通過純Java語言編寫的OPC服務(wù)器通信和Utgard開源類庫具備可移植性、平臺無關(guān)性等屬性，并且具備良好的穩(wěn)定性與擴展性，希望對我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有所幫助。