OPC技術(shù)在PLC虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件中的運(yùn)用

孫燕生　宮達(dá)峰　曹建偉

【摘? 要】PLC作為一種新型的可以被操控的程序編輯處理系統(tǒng)，應(yīng)用OPC技術(shù)的服務(wù)軟件和客戶端就可以實(shí)現(xiàn)PLC和仿真實(shí)驗(yàn)軟件的通信交互?；诖?，本文首先以三菱全仿真系統(tǒng)為例，介紹了其重要組成部分，其次對OPC技術(shù)的系統(tǒng)作了相關(guān)分析，并從不同方面介紹了其通信設(shè)計(jì)特點(diǎn);最后有針對性的提出了OPC技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)軟件中的應(yīng)用，希望能夠給同行帶來一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】OPC技術(shù);PLC;虛擬仿真實(shí)驗(yàn);運(yùn)用

引言

在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的的大時(shí)代背景下，工業(yè)生產(chǎn)推動(dòng)著我國國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，尤其是PLC更是以其操作簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)以及效果明顯等諸多優(yōu)勢被逐漸推廣和使用。在具體的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中，機(jī)電一體化、工業(yè)一體化成為了社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)話題，工業(yè)企業(yè)的研究者結(jié)合先進(jìn)的自動(dòng)化處理技術(shù)逐步改變著各種產(chǎn)品和硬件設(shè)備之間的矛盾，在應(yīng)用全真虛擬技術(shù)的同時(shí)，提高了數(shù)據(jù)連接、傳遞及管理的層次，進(jìn)而確保不同軟件之間的通信和管理，也促使了OPC技術(shù)更加靈活的掌握各類計(jì)算機(jī)軟件之間的性能。

1.PLC全虛擬仿真技術(shù)的構(gòu)成

本文所介紹的全虛擬仿真系統(tǒng)主要由三菱的系統(tǒng)編程軟件GX Developer等仿真軟件組成，通過系統(tǒng)軟件接口的通信管理，充分運(yùn)用三菱OPC軟件，添加了MCGS等組態(tài)軟件元素，從而對整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的程序和接口進(jìn)行合理分配和有效的通信連接，組成一個(gè)相對完整的PLC全虛擬仿真系統(tǒng)。

1.1三菱OPC系統(tǒng)軟件MX OPC server與OPC技術(shù)簡述

為了確保在工業(yè)生產(chǎn)過程中，各類系統(tǒng)軟件的使用效果與軟件內(nèi)部監(jiān)控區(qū)域?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的連接，軟件開發(fā)研究者就應(yīng)有效的確保不同部件所產(chǎn)生的問題，在不同應(yīng)用軟件相互交換的同時(shí)，OPC技術(shù)可以很好的控制和完善數(shù)據(jù)通信內(nèi)部的穩(wěn)定性和通用性，工業(yè)生產(chǎn)人員在合理的結(jié)合相關(guān)接口服務(wù)器后，即運(yùn)用MX OPC server服務(wù)器軟件就可以快速的達(dá)到PLC組態(tài)的軟件接口和三菱OPC系統(tǒng)軟件的完美融合，進(jìn)而達(dá)到預(yù)設(shè)的通信目的和虛擬實(shí)驗(yàn)效果。

1.2三菱編程軟件GX Developer概述

GP-PW編程軟件和模擬仿真軟件兩個(gè)重要的部分共同構(gòu)建了三菱PLC的編程系統(tǒng)。通常情況下，體驗(yàn)用戶和使用者需要下載GX_Simulator等軟件部分來達(dá)到模擬的仿真功能，在與GX Developer軟件程序連接的過程中，利用語言程序編輯、梯形圖和SFC等編程功能來達(dá)到PLC的編程流程和調(diào)試功能。

1.3組態(tài)軟件MCGS概述

常規(guī)的組態(tài)軟件一般包括德國的西門子公司所研發(fā)DE WinCC軟件、美國的Wonderware公司設(shè)計(jì)出來的Touch軟件以及北京亞控科技發(fā)展有限公司和北京昆侖通泰公司的MCGS軟件。通常情況下，嵌入式、通用版和網(wǎng)絡(luò)版是三種主要的版本模式。其中，通用模式下的MCGS可以使得相關(guān)操作界面一目了然，操作方便，在合理調(diào)控相關(guān)儀表設(shè)備、PLC、智能系統(tǒng)化操作模塊以及變頻器的同時(shí)，使得軟件程序內(nèi)部的通信接口可以互相串聯(lián)，較快的實(shí)現(xiàn)不同版本的監(jiān)控操作。

2.OPC技術(shù)的系統(tǒng)介紹

2.1OPC的主要接口和研究對象

Server對象、Item對象以及Group對象是OPC三個(gè)重要的接口功能模式。具體來說，Group對象包含Server對象，而Group對象的通信接口管理也被Server對象實(shí)時(shí)控制和掌握著，與此同時(shí)，Group對象包含Item對象，并實(shí)時(shí)的為Item對象提供相應(yīng)的通信接口管理方法，也就是說，Group對象具有通信接口管理和與客戶端連接的雙重能力。

2.2OPC服務(wù)器和客戶程序的技術(shù)交互介紹

VC語言環(huán)境模式下提供的OPC Setver中，PLC的訪問數(shù)據(jù)是通過PV Access軟件程序操控的，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)的初始化處理，在獲取COM庫的同時(shí)，結(jié)合PC Access服務(wù)器的CLSD等數(shù)據(jù)，再通過CoCreateInterface（）等操控方法實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)服務(wù)器的融合，來進(jìn)一步收集Iunknown等接口指針的通信數(shù)據(jù)信息，并通過CoCreateInterface（）等操控方法來得到不同的OPC接口指針;其次，通過AddGroup（）和RemoveGroup（）等操控方法有效對的達(dá)到IOPCServer接口連接的目的，進(jìn)而最后達(dá)到對OPC Group操控的目的，與此同時(shí)，結(jié)合IOPCSyncIO接口連接的Read（）和Write（）方法來進(jìn)行讀寫操控的流程;最后在系統(tǒng)軟件程序終止之前，通過Release（）等接口方法來清理和釋放軟件程序垃圾和多余內(nèi)存。

2.3西門子OPC服務(wù)器PC? Access

西門子PLC的組成離不開PC? Access的輔助支持，其內(nèi)部主要包含相應(yīng)的OPC測試Client終端，在快速添加EXCEL客戶端的同時(shí)，和對應(yīng)的電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)對比和操控，同時(shí)，還可以為各類軟件程序提供不同的OPC? Clien端的通信接口，在和PC Access有效連接后，實(shí)現(xiàn)真正的PC通信口連接。

3.OPC通信設(shè)計(jì)

3.1客戶端組成模塊和主要的功能概述

服務(wù)器連接模塊、項(xiàng)狀態(tài)顯示模塊以及項(xiàng)添加模塊是客戶端三個(gè)重要的組成部分。其中，檢測OPC數(shù)據(jù)接口的運(yùn)行情況和具體信息是數(shù)據(jù)客戶端主要存在的作用，當(dāng)這一軟件程序相繼啟動(dòng)時(shí)可以系統(tǒng)的檢測機(jī)組和所有組成部分的數(shù)據(jù)運(yùn)行情況，并利用一定的法方式來傳遞到相應(yīng)的服務(wù)器模塊中，例如可以通過功能菜單就可以對其進(jìn)行操控命令，在選擇OPC服務(wù)器的連接信息中出現(xiàn)列表框后，結(jié)合彈出的菜單就可以獲取OPC的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)信息。

3.2服務(wù)器連接模塊功能介紹

首先，在主機(jī)連接的OPC服務(wù)器進(jìn)行有效連接是服務(wù)器添加模塊的主要功能，當(dāng)進(jìn)行鼠標(biāo)右鍵操作后，進(jìn)行服務(wù)器選擇或者中斷操作;其次，還可以采用相關(guān)方式來查看機(jī)組的狀態(tài)信息和OPC運(yùn)行狀態(tài)，客戶端從注冊表中搜索到一個(gè)S7-200的OPC服務(wù)器。

4.OPC技術(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)軟件中的運(yùn)用實(shí)例

以三層電梯控制系統(tǒng)來具體的說明OPC技術(shù)在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中和PLC數(shù)據(jù)交互的全過程。首先，操作人員在STEP7中編輯好一個(gè)電梯控制梯形結(jié)構(gòu)圖，在下載到西門子S7-200PLC中后，將相關(guān)開關(guān)調(diào)節(jié)到RUN模式后，根據(jù)部分輸入/輸出點(diǎn)分配進(jìn)行相關(guān)操作;其次，打開PC Access服務(wù)器，在添加相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的同時(shí)，對PLC的中間寄存器進(jìn)行操控讀寫。經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，OPC通信方式的穩(wěn)定性較高，可以對不同仿真實(shí)驗(yàn)和具體的軟件操作進(jìn)行綜合通信連接，值得廣泛推廣和應(yīng)用。

結(jié)束語：

總而言之，OPC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展是突飛猛進(jìn)的，系統(tǒng)研究人員應(yīng)充分學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的處理技術(shù)，在合理運(yùn)用其技術(shù)優(yōu)勢和主要特點(diǎn)的同時(shí)，對不同程序的軟件系統(tǒng)進(jìn)行綜合開發(fā)和分析，妥善處理各類仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的矛盾，在具體問題具體分析的同時(shí)，逐步提升OPC技術(shù)的相關(guān)性能，促進(jìn)工業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展^[4]。

參考文獻(xiàn)：

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