基于PCauto的OPC實(shí)時(shí)監測系統

1 引言

　 生產(chǎn)過(guò)程的控制系統的信息化，要求匯集生產(chǎn)過(guò)程中大量的實(shí)時(shí)數據和信息，在新型數據庫技術(shù)的支持下進(jìn)行存儲、分析、提煉和發(fā)掘，為操作和管理人員提供所需的數據和結果、運行指導和決策依據，也就是mes制造?；趏pc的實(shí)時(shí)監控系統構成自動(dòng)化和計算機通訊集成應用的主流技術(shù)方向，解決生產(chǎn)進(jìn)程現場(chǎng)級異構設備以及與更高管理層之間的鏈接，帶來(lái)信息化效益。

2 opc與pcauto

　2.1 opc概要

　為了存取現場(chǎng)設備的數據信息，需要編寫(xiě)專(zhuān)用的接口函數。但現場(chǎng)設備的異構化和產(chǎn)品升 級，給用戶(hù)和軟件開(kāi)發(fā)商帶來(lái)了信息集成的巨大困難。

　opc(用于過(guò)程控制的鏈接與嵌入)是以微軟公司的ole/com技術(shù)為基礎，采用客戶(hù)機/服務(wù)器模式，由硬件生產(chǎn)商按照標準規范提供數據訪(fǎng)問(wèn)接口，然后以(opc)服務(wù)器的形式提供給用戶(hù)，提高了系統的開(kāi)放性和互操作性。opc為工業(yè)控制設備與應用軟件之間建立了統一的數據存取規范，并且支持網(wǎng)絡(luò )應用，使不同的客戶(hù)軟件能夠訪(fǎng)問(wèn)任意數據源。opc與硬件和客戶(hù)軟件的關(guān)系如圖1所示。

圖1 opc與硬件和客戶(hù)軟件的關(guān)系圖

　opc服務(wù)器通常支撐兩種訪(fǎng)問(wèn)接口：主動(dòng)化接口和自定義接口，它們辨別為不同的編程語(yǔ)言環(huán)境供應訪(fǎng)問(wèn)機制。主動(dòng)化接口是為基于腳本編程語(yǔ)言而定義的尺度接口，可應用vb、delphi、powerbuilder等語(yǔ)言開(kāi)發(fā)opc服務(wù)器的客戶(hù)利用。

　　2.2 pcauto概要

　　pcauto是北京三維力控科技有限公司“管控一體化解決之道”產(chǎn)品線(xiàn)的總稱(chēng)。pcauto由監控組態(tài)軟件、“軟”控制策略軟件、實(shí)時(shí)數據庫及其管理系統、web門(mén)戶(hù)工具等產(chǎn)品組成。力控監控組態(tài)軟件是對現場(chǎng)生產(chǎn)數據進(jìn)行采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統集成，它提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。

　　力控pcauto監控組態(tài)軟件是在自動(dòng)控制系統監控層一級的軟件平臺，它能和國內外各種工業(yè)控制廠(chǎng)家的設備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通訊，它可以與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò )系統結合，便可以達到集中管理和監控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來(lái)實(shí)現與“第三方”的軟、硬件系統來(lái)進(jìn)行集成。

3 基于pcauto的opc實(shí)時(shí)監控系統

　　3.1 體系架構

　　生產(chǎn)實(shí)時(shí)監控系統實(shí)現底層生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)信息的采集，通過(guò)信息集成形成優(yōu)化控制、優(yōu)化調度和優(yōu)化決策等的判斷或指令。實(shí)現流程工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的安全、穩定、低耗的目標；同時(shí)，企業(yè)內部物流的控制與管理、生產(chǎn)過(guò)程成本的控制與管理等生產(chǎn)管理活動(dòng)都在實(shí)時(shí)數據平臺層完成，使生產(chǎn)過(guò)程數據和企業(yè)管理數據的在實(shí)時(shí)數據平臺中融合與貫通。針對流程工業(yè)的特點(diǎn)，平臺采用開(kāi)放性的、柔性的、可擴展的、模塊化的、面向對象和應用的基于知識管理的體系結構。

圖2 濟南圣泉實(shí)時(shí)監控系統圖

　　濟南圣泉實(shí)時(shí)監控系統如圖2所示，共分為兩大部分：上位機和下位機。它的下位機部分共有5個(gè)工段組成：呋喃樹(shù)脂工段、新樹(shù)脂工段、樹(shù)脂工段、糠醇工段以及熱電工段。其中呋喃樹(shù)脂工段、新樹(shù)脂工段、樹(shù)脂工段、糠醇工段均采用的是浙江威盛公司的fb-2000dcs系統；熱電工段采用的是北京和利時(shí)公司的smartprodcs系統。系統的上位機采用的北京三維力控公司的pcauto監控組態(tài)軟件。

　　本系統是在適應現代工業(yè)控制的要求下，集自動(dòng)控制、計算機通訊等于一體。具有以下幾個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)：采集數據的實(shí)時(shí)性、高度的集成化和可靠的穩定性。對于本系統的實(shí)施，主要有軟件和硬件兩部分硬件部分。其中，硬件部分：以太網(wǎng)交換機、光纖收發(fā)器和計算機。軟件部分有pcauto6.0以及opcserver和xp操作系統。

　　3.2 系統通信原理

　　濟南圣泉集團有五個(gè)工段，采用四個(gè)工段采用浙江威盛公司的fb-2000dcs系統，另外一個(gè)采用北京和利時(shí)公司的smartprodcs系統。這兩個(gè)自動(dòng)控制系統均提供了opc接口，隨系統附帶了opcserver。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，把兩套自動(dòng)控制系統的opcserver相關(guān)信息和需獲取的數據點(diǎn)信息以及和管理網(wǎng)數據庫系統的交互信息存入相應配置文件中。編寫(xiě)的opcserver應用程序在啟動(dòng)時(shí)讀入配置文件，實(shí)現了對dcs 相應點(diǎn)的讀取。與上位機中的pcauto6.0通訊采用的是tcp/ip通信協(xié)議，進(jìn)而完成了數據的實(shí)時(shí)采集和發(fā)送[1]。

　　3.3下位機程序的安裝

圖3 opcserver實(shí)時(shí)采集程序

　　如圖3所示，對于本系統的五個(gè)工段，分別選擇dcs控制站中的一臺操作員站作為系統的服務(wù)器。第一步的工作均是安裝已經(jīng)調試成功的利用vb編寫(xiě)的opcserver實(shí)時(shí)采集程序；設置相應的配置文件并完成dcom設置。通訊方式采用的ucp/ip方式，所以五個(gè)工段統一設置在一個(gè)網(wǎng)段中：192.168.0.x[2]。

　　3.4 opc客戶(hù)端的實(shí)現

　　opc客戶(hù)端的實(shí)現的實(shí)現即在上位機上調試pcauto6.0的過(guò)程。首先，安裝測試程序，一完成測試數據達到的目的。程序畫(huà)面如圖4所示。

圖4 測試程序

　　在數據到達以后，進(jìn)入pcauto6.0的開(kāi)發(fā)畫(huà)面。在pcauto6.0的基礎上，完成數據的實(shí)時(shí)顯示、歷史數據的調取以及報表的生成。同時(shí)，為滿(mǎn)足廠(chǎng)方的要求完成了web發(fā)布。組成了一套完整的實(shí)時(shí)監控系統。

4 結束語(yǔ)

　　自動(dòng)化系統的發(fā)展趨勢是控制與管理一體化，應用于自動(dòng)化領(lǐng)域的opc技術(shù)統一了數據訪(fǎng)問(wèn)的接口，使控制系統進(jìn)一步開(kāi)放，實(shí)現了信息的集成與共享，其優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的。經(jīng)過(guò)一段的時(shí)間的試運行，濟南圣泉實(shí)時(shí)監控系統運行正常，進(jìn)一步驗證了系統的穩定，為其它組態(tài)軟件之間的通信提供了一種模式。