基于OPC技术的工业数据通讯应用

摘　要：针对OPC技术越来越广泛的应用，本文讨论了OPC技术的原理，并通过一个实例，说明OPC技术如何在工业监控系统中实现不同厂家的软硬件之间的数据通讯。

关键词：OPC；监控系统；Citect

　　随着控制技术、计算机技术和网络通讯技术的发展，OPC技术越来越广泛的应用于工业控制中，实现不同控制系统与数据监控软件之间的数据通信。吐哈油田三塘湖原油管道SCADA系统利用OPC技术，实现上位机监控系统CITECT与现场控制系统AB ControlLogix 5000之间的实时数据通讯。
1、 OPC技术
　　OPC（OLE for Process Control），是以微软公司的OLE/COM技术为基础，采用客户机/服务器模式，由硬件生产商按照标准规范提供数据访问接口，然后以OPC服务器的形式提供给用户，提高了系统的开放性和互操作性。OPC为工业控制设备与应用软件之间建立了统一的数据存取规范，并且支持网络应用，使不同的客户软件能够访问任意数据源。OPC与硬件和客户软件的关系如下：

2、 控制系统介绍
　　2．1  AB ControlLogix 5000简介
　　ControlLogix 系统是罗克韦尔自动化多种型号的控制器产品中功能最强大的一个系列，它将PLC 与SCADA 的功能完美的结合在一起。提供顺序控制，过程控制，传动及运动控制的统一的控制平台，并结合高速，灵活的通讯和功能强大的输入输出。
　　ControlLogix提供的通讯软件RSLinx是与微软的Windows操作系统全兼容的数据连接方式，提供RSLinxAdvanceDDE和OPC接口。由于RSLinx充分利用了Windows操作系统所具有的多线程、多任务、多处理器等性能，通过各种通讯接口，RSLinx可同时与多个通信设备并行运行。
　　2．2  SCADA系统软件（CITECT SCADA）介绍
　　SCADA系统软件采用施耐德电气公司的CITECT SCADA软件，系统采用客户/服务器体系结构，可随意灵活、方便的扩展，内置近700种协议，包括ControlNet、DNP3、PROFIBUS、HART、CANBUS、LonWorks、OPC、DDE、Modbus等，支持各种I/O设备，如：PLC、控制器、分析仪、远程终端等；支持分布式数据库，任何I/O服务器的数据可被任何计算机访问，报警、趋势、报表能集中或分散处理。
　　CITECT SCADA采用开放性网络结构，网络通讯采用标准的NetBIOS，支持IPX/SPX、TCP/IP等协议，适用于Etherent、Arcnet、TokenRing网络。连网方式可采用同轴电缆、光缆、双绞线、拨号和无线方式。广域网可使用CiNet或远程访问服务器 (RAS)。
3、 CITECT与AB  PLC的通信实现
　　主要硬件：1756-L61处理器，1756-ENBT以太网通讯模块，1783-MS10T以太网交换机，计算机。
  软件配置：CITECT，RSLogix5000，RSLinx
3．1  通信原理
　　首先由PLC读取现场数据，存储在控制器的数据区内。PLC按照设定的扫描周期更新数据区内的数据。同时，控制器通过以太网通讯模块与上位机建立连接；RSLinx作为OPC服务器通过相应的驱动程序获取控制器内的数据，周期更新，并保存在计算机内存中；CITECT作为OPC客户端，利用CITECT软件内置的OPC驱动程序，从OPC服务器获取所需数据，保存在数据库中。
3．2  OPC服务器
　　RSLinx是罗克韦尔公司的一款通讯软件，可与AB的ControlLogix PLC硬件进行无缝连接，提供与微软的Windows操作系统全兼容的数据连接方式。利用RSLinx可把实时采集的工厂数据在Windows 支持的软件中进行分析、存储、显示等。RSLinx提供最快速的OPC、DDE接口，实现PLC处理器与监控软件的数据通讯。
　　建立OPC服务器，利用Rslinx软件的“Who is..”，查看当前所有连接到控制网络的控制器。定义Topic名称，与需要读取数据的控制器连接。OPC客户端通过Topic与OPC服务器建立连接。
　　Rslinx软件是作为Windows的一个系统服务程序在后台自动运行。 
3．3  OPC客户端的实现
　　客户端采用Citect监控软件。Citect支持OPC规范，并提供强大的组态功能和网络应用。使用Citect软件实现监控系统的画面浏览、报警、历史趋势等功能。
　　完成OPC服务器和客户端的配置工作后，就可以进行连接测试，检验OPC服务器能否把它从设备独到的数据正确的传送给客户端，同时检验客户端能否对设备操作值进行改写，实现数据双向传输。
　　在Citect中组态一副画面，连接在数据库中定义好的数据，然后与控制器中的数据进行对比，以确定数据连接是否正确。
4、 结论
　　OPC技术规范把硬件和软件分开，提供了统一的标准接口，大大方便了人机接口与控制系统的通讯连接，实现了不同厂商之间的设备互联和数据共享。通过一个工程实例，对OPC技术在构建数据监控系统中的高效、简便有了进一步的认识。
参考文献：
[1] 何杨欢 OPC技术在DCS数据采集系统中的应用 化工进展2006-25
[2] 姜萍  基于OPC技术的DCS监控系统设计 《信息化纵横》2009年第7期