先进控制在组态软件中的扩展与应用

第二章  组态软件的扩展方法

工控组态软件具有丰富的图形功能、强大的与硬件通信的能力、灵活的可组态性和良好的可开发性。目前，较为流行的工控组态软件有Heuristics公司的ONSPEC、Intellution公司的Fix、Wonderware公司的InTouch、昆仑通态公司的MCGS以及亚控公司的组态王等。但是随着工业生产复杂程度的提高，组态软件由于其控制算法的局限性，难以实现日益复杂的控制策略。因此，在工业控制领域，如何更有效地实现控制算法一直是人们普遍关心的问题。本章介绍了几种常见的实现组态软件的扩展的方法，例如运用COM组件，Active X控件嵌入组态软件的方法，运用OPC技术或DDE技术实现其功能算法扩展等等，具体介绍如下。

2.1 基于OPC技术的组态软件扩展方法

2.1.1 OPC技术及接口

图形界面中的对象必须同外界的数据联系起来,才能反映它所代表的现场实物的运行情况。如何用最方便的方法采集数据并利用它所需要的数据呢? 我们这里用到了OPC(OLE for Process Control) 规范。

OPC规范提供了客户与服务器之间进行数据通讯和交换的通用工业标准机制。通过OPC 接口,各OPC客户(应用软件) 与OPC服务器(设备数据源) 之间形成即插即用的链接关系,而不依赖于软件和设备的特定属性,客户与服务器可无缝隙地交换数据。OPC服务器并不关心具体某个客户,而由OPC客户根据需要,接通或断开与OPC 服务器的链接。各种类型的硬件设备,只要具有OPC 接口,就可以任意更换和增加。OPC技术是解决应用程序及设备间的通讯的理想手段。因此如果为现场设备的驱动程序加一个OPCServer 的外壳,那么其它应用程序只要遵循OPC 规范就可以访问并改写这些数据。如果我们做一个OPCClient 控件,插入图形界面中,在该控件中添加一个组,访问本地或者异地的OPCServer ,把需要的数据项加入到该组中,然后根据这些组中的数据项,配置其暴露给外界的属性;而图形界面中的对象则可以通过控件的自动化接口,访问它的属性。这个OPCClient 控件在某种意义上执行了一部分实时数据库的功能。

OPC技术的实现由两部分组成,OPC服务器部分及OPC客户应用部分。其应用模式如图2-1所示。OPC服务器是一个典型的现场数据源程序,它收集现场设备数据信息,通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。OPC客户应用是一个典型的数据接收程序,如人机界面软件(HMI) 、数据采集与处理软件(SCADA) 等。OPC客户应用通过OPC标准接口与OPC服务器通信,获取OPC服务器的各种信息。符合OPC标准的客户应用可以访问来自任何生产厂商的OPC服务器程序。

                  图2-1     OPC服务器的应用模式

OPC标准以微软公司的OLE 技术为基础,它的制定是通过提供一套标准的OLE/ COM 接口完成的。在Windows下,微软公司通过OLE 1 技术使相对独立的不同应用程序结合到一起成为可能,向用户软件模块化迈进了关键一步。在OPC技术中使用的是OLE 2 技术,微软不仅对OLE 1进行了扩展,还引入了一种新的深层次结构,使得在微软Windows 下开发软件的思维方式有所改变,OLE 标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。COM 是所有OLE 机制的基础。COM 是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准,该标准将Windows 下的对象定义为独立单元,可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯,而不需要知道对方是如何创建的。例如,用户可以使用C语言创建一个Windows 对象,它支持一个接口,通过该接口,用户可以访问该对象提供的各种功能,用户可以使用Visual Basic ,C ,Pascal ,Smalltalk 或其他语言编写对象访问程序。在Windows NT410 操作系统下,COM规范扩展到可访问本机以外的其他对象,一个应用程序所使用的对象可分布在网络上,COM的这个扩展被称为DCOM。通过DCOM 技术和OPC标准,完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。很多国际先进的自动化软件供应商均以OPC 技术作为核心,开发出了多种功能的自动化软件,如ICONICS、PCSOFT 等公司。同时,具有OPC标准接口的自动化软件组件,遵守统一的数据访问标准,配置灵活,方便了软件集成,如ICONICS公司的具有软逻辑(Soft Logic) 功能的ControlWorX32 组件,通过OPC标准可以自由的集成在HMI/ SCADA 软件中。

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口,它们分别为不同的编程语言环境提供访问机制。这两种接口是:自动化接口;自定义接口。自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的标准接口,可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder 等编程语言开发OPC服务器的客户应用。而自定义接口是专门为C等高级编程语言而制定的标准接口。OPC服务器的访问方式与接口如图2-2 所示。若图片无法显示请联系QQ3249114,先进控制在组态软件中的扩展与应用系统免费,转发请注明源于www.751com.cn                  图2-2     OPC服务器的访问方式

2.1.2 OPC技术在过程控制中的应用

1) OPC 数据采集技术　OPC 技术通常在数据采集软件中广泛使用。现在众多硬件厂商提供的产品均带有标准的OPC 接口,可以编制符合标准OPC 接口的客户端应用软件完成数据的采集任务。随着软件组件化的发展,过去提出的搭积木方式在工控软件中成为现实,用户可以通过各种软件模块完成控制应用的实现。因此,提出了创建OPC 数据采集ActiveX 控件方式完成OPC服务器的数据采集任务。通过OPC 数据采集控件,用户可以方便的编写数据采集监控程序,同时也可以为原有的数据采集系统添加新的功能。OPC 数据采集控件的想法来自于VisualBasic 编程环境中的数据库

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