基于PCauto的OPC實時監(jiān)測系統(tǒng)

1  引言

              
  　 生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)的信息化，要求匯集生產(chǎn)過程中大量的實時數(shù)據(jù)和信息，在新型數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持下進行存儲、分析、提煉和發(fā)掘，為操作和管理人員提供所需的數(shù)據(jù)和結(jié)果、運行指導和決策依據(jù)，也就是mes制造。基于opc的實時監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成自動化和計算機通訊集成應用的主流技術(shù)方向，解決生產(chǎn)進程現(xiàn)場級異構(gòu)設備以及與更高管理層之間的鏈接，帶來信息化效益。

2  opc與pcauto

  　2.1 opc概要

  　為了存取現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)信息，需要編寫專用的接口函數(shù)。但現(xiàn)場設備的異構(gòu)化和產(chǎn)品升 級，給用戶和軟件開發(fā)商帶來了信息集成的巨大困難。
             
  　opc(用于過程控制的鏈接與嵌入)是以微軟公司的ole/com技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶機/服務器模式，由硬件生產(chǎn)商按照標準規(guī)范提供數(shù)據(jù)訪問接口，然后以(opc)服務器的形式提供給用戶，提高了系統(tǒng)的開放性和互操作性。opc為工業(yè)控制設備與應用軟件之間建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取規(guī)范，并且支持網(wǎng)絡應用，使不同的客戶軟件能夠訪問任意數(shù)據(jù)源。opc與硬件和客戶軟件的關(guān)系如圖1所示。

            圖1 opc與硬件和客戶軟件的關(guān)系圖

  　opc服務器通常支撐兩種訪問接口：主動化接口和自定義接口，它們辨別為不同的編程語言環(huán)境供應訪問機制。主動化接口是為基于腳本編程語言而定義的尺度接口，可應用vb、delphi、powerbuilder等語言開發(fā)opc服務器的客戶利用。

　　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)品線的總稱。pcauto由監(jiān)控組態(tài)軟件、“軟”控制策略軟件、實時數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)、web門戶工具等產(chǎn)品組成。力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大的提高了集成效率。
             
　　力控pcauto監(jiān)控組態(tài)軟件是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺，它能和國內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設備進行網(wǎng)絡通訊，它可以與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，便可以達到集中管理和監(jiān)控的目的，同時還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來實現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)來進行集成。

3  基于pcauto的opc實時監(jiān)控系統(tǒng)

　　3.1 體系架構(gòu)
             
　　生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)底層生產(chǎn)過程實時信息的采集，通過信息集成形成優(yōu)化控制、優(yōu)化調(diào)度和優(yōu)化決策等的判斷或指令。實現(xiàn)流程工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定、低耗的目標；同時，企業(yè)內(nèi)部物流的控制與管理、生產(chǎn)過程成本的控制與管理等生產(chǎn)管理活動都在實時數(shù)據(jù)平臺層完成，使生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和企業(yè)管理數(shù)據(jù)的在實時數(shù)據(jù)平臺中融合與貫通。針對流程工業(yè)的特點，平臺采用開放性的、柔性的、可擴展的、模塊化的、面向?qū)ο蠛蛻玫幕谥R管理的體系結(jié)構(gòu)。

            圖2  濟南圣泉實時監(jiān)控系統(tǒng)圖

　　濟南圣泉實時監(jiān)控系統(tǒng)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個工段組成：呋喃樹脂工段、新樹脂工段、樹脂工段、糠醇工段以及熱電工段。其中呋喃樹脂工段、新樹脂工段、樹脂工段、糠醇工段均采用的是浙江威盛公司的fb-2000dcs系統(tǒng)；熱電工段采用的是北京和利時公司的smartprodcs系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機采用的北京三維力控公司的pcauto監(jiān)控組態(tài)軟件。
             
　　本系統(tǒng)是在適應現(xiàn)代工業(yè)控制的要求下，集自動控制、計算機通訊等于一體。具有以下幾個顯著特點：采集數(shù)據(jù)的實時性、高度的集成化和可靠的穩(wěn)定性。對于本系統(tǒng)的實施，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(tǒng)。

　　3.2 系統(tǒng)通信原理
             
　　濟南圣泉集團有五個工段，采用四個工段采用浙江威盛公司的fb-2000dcs系統(tǒng)，另外一個采用北京和利時公司的smartprodcs系統(tǒng)。這兩個自動控制系統(tǒng)均提供了opc接口，隨系統(tǒng)附帶了opcserver。在開發(fā)過程中，把兩套自動控制系統(tǒng)的opcserver相關(guān)信息和需獲取的數(shù)據(jù)點信息以及和管理網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的交互信息存入相應配置文件中。編寫的opcserver應用程序在啟動時讀入配置文件，實現(xiàn)了對dcs 相應點的讀取。與上位機中的pcauto6.0通訊采用的是tcp/ip通信協(xié)議，進而完成了數(shù)據(jù)的實時采集和發(fā)送[1]。

　　3.3下位機程序的安裝

            圖3  opcserver實時采集程序

　　如圖3所示，對于本系統(tǒng)的五個工段，分別選擇dcs控制站中的一臺操作員站作為系統(tǒng)的服務器。第一步的工作均是安裝已經(jīng)調(diào)試成功的利用vb編寫的opcserver實時采集程序；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，所以五個工段統(tǒng)一設置在一個網(wǎng)段中：192.168.0.x[2]。

　　3.4 opc客戶端的實現(xiàn)

　　opc客戶端的實現(xiàn)的實現(xiàn)即在上位機上調(diào)試pcauto6.0的過程。首先，安裝測試程序，一完成測試數(shù)據(jù)達到的目的。程序畫面如圖4所示。

            圖4  測試程序

　　在數(shù)據(jù)到達以后，進入pcauto6.0的開發(fā)畫面。在pcauto6.0的基礎(chǔ)上，完成數(shù)據(jù)的實時顯示、歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取以及報表的生成。同時，為滿足廠方的要求完成了web發(fā)布。組成了一套完整的實時監(jiān)控系統(tǒng)。

4  結(jié)束語
             
　　自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是控制與管理一體化，應用于自動化領(lǐng)域的opc技術(shù)統(tǒng)一了數(shù)據(jù)訪問的接口，使控制系統(tǒng)進一步開放，實現(xiàn)了信息的集成與共享，其優(yōu)越性是顯而易見的。經(jīng)過一段的時間的試運行，濟南圣泉實時監(jiān)控系統(tǒng)運行正常，進一步驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定，為其它組態(tài)軟件之間的通信提供了一種模式。