OPC标准应用研究

OPC标准应用研究（精选4篇）

OPC标准应用研究 第1篇

OPC (OLE for Process Control)是一种先进的过程控制技术, 是凝结世界领先的自动化软、硬件公司与微软公司合作的结晶，拥有强大的过程控制能力。

2 OPC标准技术。

OPC技术采用微软面向工业过程控制的对象链接和嵌入方法，确保自动控制系统轻松集成各种现场设备，而不会有任何驱动程序上的困扰。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。OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，很好地解决软、硬件厂商的矛盾，有效地完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。快速高效的服务器每秒可以交换几千个以上的数据，系统在拥有数据共享灵活性的前提下保持了系统的高性能。OPC服务器可以为电力企业内部的各种信息系统访问自动控制系统中的各种实时数据和历史数据提供环境。OPC客户端可将各种提供OPC驱动程序的设备集成在系统中，任何支持OPC的设备和软件都将成为系统的一个部分。采用OPC技术，也为客户提供了更多的硬件选择，使系统集成更加方便。

3 传统的数据采集方法。

在综合自动化系统中，针对不同的设备，一般是通过编写一对一的驱动程序和接口程序的方法来进行数据采集。此种方法在实际应用中有如下缺点:3.1针对不同厂家多种不同类型的现场设备，需要编写特定的驱动程序和接口程序，其直接的后果就是造成了驱动程序种类的迅速增长。而驱动程序数量的增加加深了解决已经存在问题的困难程度。3.2对于开发监控程序软件的技术人员来说，花费大约三分之一左右的软件开发周期用于编写通信驱动程序。应用软件的提供者花费太多的资金开发和维护专用接口，这不仅增加了用户的负担，而且在实际上并不能解决不同系统的互操作性，在某种意义上，用户被他们的软件提供者所控制。3.3不同的设备制造厂家之间的设备驱动程序不一致。制造厂家一般个自从自己的需要出发，采用不同的数据交换协议开发驱动程序，从而使各设备生产厂家之间的驱动程序不一致，且驱动程序也比一定完全支持所有的硬件特性。3.4访问冲突。一般来说，两个软件包是不能同时访问同一个设备的，因为它们使用不同的驱动程序。

4 OPC技术采集方法。

正是基于传统的数据采集方法所具有的缺陷, 需要找到更好的替代方法。而OPC标准技术恰恰能够很好地解决上述问题, 同时还具有更多传统数据采集方法所没有的优点。只要选择生产厂家设备的驱动程序支持OPC规范, 那么系统选择上就可任意组合配置, 还可即插即用。对用户而言, 它只需按规范规定的数据品格与服务器交换数据, 而勿须关注其数据来往的细节 (例如硬件设备与通信规约) 。对客户端而言, 其系统平台是统一的。对设备生产厂家而言, 它所制造的设备的信息用户有了规范可依, 也就无须逐一制订适合不同应用的驱动软件, 相形之下也就相当于提高了生产效率, 缩短了开发周期。OPC为数据源的产生规定了一种机制, 为这些数据与任何客户程序之间的通讯提供了一种标准的方式。有了OPC标准, 硬件设备的生产厂家就可以开发出可重用的、高性能的OPC服务器软件, 并且能与其它数据源以及设备进行可靠有效的通讯。有了OPC服务器接口, 就允许任何OPC客户访问他们的设备。OPC技术与其它传统驱动方法相比, 具有以下优越性:a.基于TCP/IP协议, 支持Internet。b.高速数据传输性能。c.基于分布式COM安全性管理机制。d.开发成本的降低。e.实现高度柔韧性和高可靠性的系统。

5 结论

OPC标准给过程控制工业带来了巨大的利益，获得了广泛的支持并已经成为实际的工业标准。它所带来的利益并不只局限于过程控制，它还完全可以更好地应用于综合自动化系统。除了它采用了目前流行的客户/服务器架构外，还因为OPC标准仅仅对数据传输格式进行了规定，提供了统一的软件接口，而没有对设备的硬件接口和数据的传输方式进行限制，使得OPC标准在具体的实施过程中具有更大的创造空间，应用前景十分广阔。

摘要：是一种先进的过程控制技术, 针对OPC技术应用于综合自动化系统进行了阐述。

OPC标准应用研究 第2篇

在传统的控制系统中, 底层设备和上层软件通信是通过驱动程序来实现的, 不同厂家的设备又使用不同的驱动程序, 软件开发商们需要大量地开发专用的驱动程序来连接工业控制现场用到的各种现场设备。OPC通信技术为监控中心数据库中大量数据源和工业现场底层设备的通信提供一种标准的通信机制, 采用这项标准后, 不但可避免开发的重复性, 也提高了系统的开放性和可互操作性, 降低了开发与维护的难度[1~3]。

本文从工业应用的角度出发, 在深入分析、研究OPC技术的基础上, 提出了一种将OPC通信技术应用于矿井排水监测系统中的技术方案, 实现现场设备信息与Archestr A IDE创建的客户端进行数据交互[4]。运用Factory Suite Gateway软件创建OPC服务器, 在Archestr A IDE开发环境中完成OPC客户端的配置, 编写脚本语言实现OPC服务器与客户端的通信, 实现现场设备与监控中心的数据交互, 实时地对矿井排水系统进行监测。

2 OPC 技术的实现方法

OPC技术的实现由两部分组成, OPC服务器部分及OPC客户端部分。只要客户应用程序符合OPC接口规范, 就可以与OPC服务器进行数据交换与传输。一个企业的综合自动化信息系统由3部分组成, 包括现场设备层、过程监控层和企业管理层。现场设备的数据被采集到各个PLC, 用网线将PLC ( 可编程逻辑控制器) 与工控机相连, 通过OPC服务器中的通信模块将上传的数据解包并将数据读入OPC服务器, OPC客户端按照统一标准便可以实时访问OPC服务器中的数据[5,6]。具体连接图如图1所示。

3 基于 OPC 通信技术的排水监测系统的整体架构

详细分析了排水系统中所要监测的数据类型, 在Archestr A IDE开发环境中完成系统模型的建立。运用Factory Suite Gateway软件进行OPC服务器的配置与部署, 在Archestr A IDE开发环境中完成OPC客户端的配置, 编写脚本语言实现OPC服务器与客户端的通信, 使用Object Viewer软件测试服务器与排水监测系统的通信能否实现。

3. 1 数据类型的分析

系统所要监测的数据类型分别为模拟量和开关量。模拟量主要包括: 流量、水泵出口压力、水泵后轴轴温、水泵前轴轴温、水泵绕组、水泵真空压力; 开关量主要包括: 水泵出口球阀关闭与打开、水泵电机故障、水泵电机运行、水泵入口球阀关闭与打开、水泵闸阀开与关、水泵闸阀过力矩、水泵真空球阀关与开。

3. 2 系统建模

在ArchestrA IDE开发环境中完成建模。根据数据类型在模板工具箱Template Toolbox的Application文件夹中找到对应的基础模板, 并重复两次衍生一个它的用户模板。采用二次衍生的模板优点在于, 当数据量的统一属性需要修改时, 只需改动它的上级衍生模板, 而无需对其进行逐一修改, 节省了工作时间, 提高工作效率。最后, 在衍生成的用户模板上, 生成实例, 就完成了系统建模的过程[7]。建完的系统模型如图2所示。

4 基于 OPC 的数据采集的实现

数据采集是上层监控系统与工业现场设备进行数据传输必不可少的部分, 工业现场放置许多OPC服务器, 数据采集系统从这些服务器上获取设备信息, 并将数据传输给上层数据库进行存储。本论文采用Factory Suite Gateway软件实现OPC Server数据采集。

4. 1 OPC 服务器的配置

OPC服务器向下对底层硬件设备进行读写操作, 向上通过OPC接口与客户端进行数据交互, 它有3个基本对象: 服务器对象、组对象和项对象[8]。在Factory Suite Gateway软件中选定并且创造OPC的实施对象。首先建立OPC Server对象来提供与客户端交互的对象, 并进行相应的参数设置来实现OPC Server对象各个接口的功能, OPC客户端通过接口与OPC服务器对象进行通信。接着, 新建OPC组对象并进行各项参数配置来对OPC服务器内部的实时数据进行存取。配置过程如图3所示。

然后添加OPC项对象并设置参数, 项对象与设备驱动程序直接连接, 实现服务器和每个数据源之间的连接。最后, 导出并编辑CSV文件, 使用数据点汉语名称中每个字的第一个拼音字母作为数据点的自定义名称。部分CSV文件如表1所示。

4. 2 OPC 客户端的部署

OPC客户端不直接跟底层设备打交道, 而是通过OPC服务器, 统一实现 对现场设 备数据的 读写[9]。本文采用Wonderware公司的组态软件对OPC客户端进行开发, 在Archestr A IDE开发环境中创建客户端实例, 把服务器采集的数据源与图形设备连接, 从而与现场数据源进行通信, 实时的将现场信息反映到监控界面。整体流程图如图4所示。

首先, 要按照基本模板 - > 用户模板 - > 生成实例的顺序创建客户端实例。选择Archestr A IDE开发环境中的 $ DDESuite Link Client, 将新生成的模板命名为 $ 数据采集, 并生成实例。然后, 配置客户端实现客户端与服务器的信息交互, 从而与现场数据源进行通信。此过程包括两个方面: 1) 在General面板中配置参数: 设置运行OPC Server的计算机名称和OPC Server的名称。2) 选择从服务器中导出的CSV文件, 将数据直接导入到列表中。至此, 完成客户端的全部部署。

4. 3 OPC 服务器与客户端之间通信的实现

本文采用编写脚本程序实现OPC客户端与服务器的数据源链接。在新添加的名为io的Script中编写脚本程序:

表示所链接的数据源客户端模板是数据采集, 服务器对象A组对象B, 新建模板水泵。PV表示是模拟量, CKYL是出口压力的表示。Input表示是开关量, _CK_OPEN表示出口球阀打开。其他数据的脚本程序也按类似的方法编写。在所有的数据都配置完成以后, 对整个排水监测系统的模型进行部署, 就完成了数据源的链接过程。

4. 4 OPC 服务器与监测系统通信的测试

本文使用Object Viewer软件测试通信的有效性与可靠性, 在观察窗口可以观察到具体的数据。OPC服务器与OPC客户端实现通信的标志是: 模拟型数据量的Value显示的是整形或者浮点型的数据, 开关型数据的Value显示的是Running /Stopped、Open / Closed或True / Fault, Timestamp下显示的是当前的运行时间, Quality下显示Good, Status下显示Ok。表明显示的均为有效的数据, 通信过程能顺利实现。

5 结束语

本文深入分析了OPC通信技术, 提出了它在企业自动化监测中的实现方式, 实现了OPC技术在排水监测系统的应用。通过详细分析所采集的数据类型, 完成了系统的建模。利用FS Gateway软件创建OPC服务器, 在Archestr A IDE开发环境中完成OPC客户端的配置, 采用脚本语言实现数据源的链接, 最后通过Object Viewer软件完成矿井排水监测系统的通信测试, 实时的反映现场设备工作状况, 实现了对排水系统的实时监测功能, 大大提高了工业自动化监测水平, 有广阔的应用前景。

参考文献

[1]刘文光.OPC技术在企业管控一体化中的应用[J].自动化与仪器仪表, 2009 (01) .

[2]朱智华.OPC技术在企业实时数据库系统中的应用[J].电子世界, 2013, 14:5.

[3]李京.OPC技术及其在工业控制系统中的应用[D].华东理工大学, 2002:20-23.

[4]邹孝付, 马小平, 焦晓宇.OPC在煤矿生产中的应用研究[J].工矿自动化, 2010, 8:117-120.

[5] (德) 马科等著.OPC统一架构[M].马国华译.北京:机械工业出版社, 2012:2-3.

[6]饶克克.基于C/S架构的OPC数据访问技术的研究及实现[D].兰州交通大学, 2012.

[7]Wonderware Training Manual--System Platform of Wonderware Application Server 3.1 and Device Integration Products, Revision A[Z].2009:45-66.

[8]黄锦花, 常喜茂.基于快速开发工具的OPC客户端的开发与实现[J].化工自动化及仪表, 2013, 07:894-897.

OPC标准应用研究 第3篇

关键词：OPC,全液压矫直机,通信协议,专家系统

1 OPC通讯协议的构成

OPC技术是为了使不同制造厂商的设备和用户程序之间的软件接口规范化, 并且使得它们之间的信息转换更加简便化。因此它可以向客户提供这样的过程控制产品对于特定研发语言和研发环境不存在依赖性, 并且可以自由组合使用。

所使用的OPC系统, 是由以下几部分组成:按照用户程序客户程序的要求提供信息采集服务的OPC服务器、使用OPC服务器所特定的OPC接口、接受服务的OPC用户程序。OPC服务器是根据各种各样制造厂商硬件的硬件所研发的, 因而使它可以吸收各个制造商硬件和系统的差别和不同, 从而达到不依赖于硬件的系统组成。与此同时, 采用一种被叫做VARIANT的变量, 完全可以不依靠于硬件中特有的信息类型, 根据用户程序的要求和条件提供信息格式, 使用可以使接口规范化。应用客户可以不对设备的内部结构及它们的供应厂商产生依赖性。从而来选用监视、趋势图和报表用户程序。

OPC是一种客户端服务器模式。它是具有以下几种优点语言无关性、代码重用性、易于集成性等。如图1所示, 服务器中的代码规定了服务器所存取的设备和数据、数据项的命名规律和服务器存取信息的细节问题。无论现场设备以什么形式的方式存在, 客户都会以特定和固有的方式去访问。从而保证软件对用户的透明度, 使得用户完全从低层的研发中解脱开来。客户用户程序只需要利用规范化接口和服务器通信, 而并不需要了解底层的实现细节信息。利用服务器, 用户不仅可以直接识别物理设备的信息, 而且还可以对等系统的端口变量进行操作。

2 全液压矫直机开发实例

该矫直机矫直的对象是不规则的中厚钢板, 而且矫直过程是在高温下进行的。

在矫直过程中, 需要矫直的钢板的厚度、宽度、长度、温度都在变化。有时甚至出现明显的凹陷或凸起。因此钢板的参数在变, 操作控制量在变。它们构成了十分复杂的随机变动, 在矫直过程中, 希望情况稳定, 提高矫直钢板质量。最主要的问题就是根据错综复杂的变动, 制定正确的操作控制方案。因此对钢板异常情况的预测和控制是当前矫直控制的主要问题, 最好的解决办法是建立矫直机预测、控制专家系统。依靠专家提供的经验、知识构造知识库, 根据系统的推理进行逻辑运算和判断, 对异常矫直状况进行预测, 而且给出相应的操作方案。以便增强矫直控制的准确性和规范性。

矫直异常状况预测、控制专家系统是在控制系统中加入一个有经验的“监测工程师”。系统可以为他提供一个“监测工具箱”, 也就是可对监视、测量、辨识、判定等各种方法和算法选择自便, 调用自如。所以, 专家系统能够看成是一个“矫直操作专家”, 在判定矫直时, 对各种情况或控制操作时的思路、方法、经验、策略进行模拟。在执行操作任务的过程中, 矫直控制专家主要进行三件工作, 一是观察、检测系统中相关的变量和状态。二是利用自身的知识和经验, 确定当前系统运行的状况, 而且分析比较每种可能使用的控制策略。最后再选择控制方案予以执行。

设计矫直异常状况预测、控制专家系统, 首先我们要定义所需的异常炉况预测参数, 这些主要是在矫直生产中随时可以得到的钢板类型、钢板块数、钢板宽度 (mm) 、钢板厚度 (mm) 、实测矫正温度等各项实时数据。作为专家系统的通讯模块, OPC客户端必须能够达到这样的目的, 即要把矫直时有关数据实时采集到SQL数据库中。在数据处理确定矫直状况后, 再准确地把控制信息通过网络传送到矫直生产现场, 使矫直工作正确操作。专家系统的结构如图2

另外, 该专家系统亦接受自学习数据, 从现场液压伺服阀反馈出的数据, 经过自学习系统, 写入到专家系统, 经专家系统运算后再返回到现场。该系统具有以下几大部分: (1) 数据采集:要是获取各种钢板状况的实时数据, 如钢板宽度 (mm) 、钢板厚度 (mm) 、实测矫正温度以及一些计算所需的常数。具有两种输入方式, 一种是手动输入, 一种是通过OPC客户端自动采集矫直实时运行工况。 (2) 数据预处理:盖所有特征参数和复合参数的计算。从现场设备采集到的数据经常夹杂很多噪音信号, 所以在采用这些信号之前必须要用数据预处理模块对采集的数据信息进行滤波、平滑处理及复合参数的运算。 (3) 数据库:存一定历史阶段的即时数据和信息库等。 (4) 专家系统核心:主要是知识库和推理机这两部分, 是专家系统的重要组成部分。 (5) 自学习系统:接受来自伺服阀的实时现场数据, 返回到专家系统对比运算。

OPC客户端程序的主要功能就是通过实时获取OPC服务器中的数据。把异常矫直预测所需的参数, 即时写入SQLServer:数据库保存起来, 再提供给专家系统预测推理。因为系统对数据的即时性要求较高, 所以开发工具必须采用VC++6.0, 与OPC服务器的通讯使用OPC定制接口。应用在全液压矫直机上的服务器有Wincc和Simatic.net两种。OPC客户机可以通过Wincc的OPC服务器访问Wincc的数据, 可以通过Simatic.net的OPC服务器访问PLC的数据。数据通讯采用异步方式通讯结构。

本节所讨论的连接包括两种, 一种是Simatic.net与PLC的连接;一种是Wincc服务器与Wincc监控数据的连接。只介绍前一种连接。设置Simatic.net与PLC的连接具体步骤如下: (1) 准备工作。所需组件:Pc机、以太网网卡、Simatic.net软件、57-400以太网模块、NCM PC, STEP 7软件。成功安装软件和硬件并重启机器。 (2) 配置PC站。a.在STEP7中, 建立PC站, 组态OPCSERVRE, 设置IP地址。b.打开SIMATIC NET的站组态编辑器, 组态OPCSERVER。设置同 (1}一样的IP地址。c.配置NCM, 建立驱动连接。 (3) 测试连接。OPC SCOUT进行设置, 创建项, 建立连接。

3 总结与展望

OPC技术在工业控制领域中的优势越来越明显, 受到越来越多的工控硬、软件开发商和生产商的青睐。关于今后的发展, 在很多领域OPC技术将要代替先前的驱动程序技术, 这种趋势是无法阻挡的。OPC技术不仅能应用于应用程序与现场设备之间, 而且还应该把它作为一种Windows应用程序相互交换数据的通用规范。

参考文献

[1]冯冬芹.《工业通信网络与系统集成》.科学出版社, 2005.77-93.

[2]张卫钢《通信原理与通信技术》.西安电子科技大学出版社.2003.67-70.

OPC标准应用研究 第4篇

在传统控制系统中, 随着智能仪表的大量运用和现场总线的迅速发展, 大量现场信息 (如现场的温度、压力等被测参数, 以及装置本身的运动状况、组态参数等) 在传入监控计算机时, 存在着计算机内部应用程序对现场信息的共享和交互问题。由于缺乏统一的标准, 对于不同供应商提供的硬件设备, 工控软件往往需要开发独立的驱动程序 (如图1) , 这给硬件设备的更新带来了困难。同时, 即使安装在同一计算机中的软件, 如SCADA (监控与数据采集) 系统, NMI (人机接口) 系统等应用程序, 由于具有独立的驱动程序, 一般也不允许同时访问相同的设备, 否则容易导致整个系统的崩溃。

综上所述, 传统控制系统存在着诸如驱动程序的重复开发和不一致, 不能随着硬件设备的升级而继续使用, 软件访问冲突等问题。正是这些问题, 促使了OPC规范的产生。

2 OPC技术规范概述

OPC (OLE for Process Control, 用于过程控制的OLE) 是一个工业标准, 它是基于微软的OLE (现在的Active X) 、COM (部件对象模型) 和DCOM (分布式部件对象模型) 生成的技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集, 用于过程控制和制造业自动化系统, 管理这个标准国际组织是OPC基金会。OPC实际上提供了一种标准的数据访问机制, 系统使用标准的方式从数据源获取数据, 并且提供标准的接口供客户应用程序使用, 客户应用程序通过标准的接口访问现场数据。现场设备生产商只需要开发出一套遵循OPC规范的服务器, 由服务器与现场设备进行通讯, 获取现场数据。如图2所示, 客户应用程序通过与服务器通讯获取现场数据, 也就是说只要现场设备提供了OPC服务器的支持, 就可以通过统一的OPC接口程序访问现场设备中的数据。与传统控制系统相比, 一个OPC客户端可以与多个OPC服务器同时进行通讯, 减少了驱动程序的开发, 提高了企业的工作效率;多个OPC客户端也可以同时与一个OPC服务器通讯, 不会出现系统崩溃等问题。

OPC规范定义了OPC服务器与客户端之间数据交换的方法, 使得用户能从底层开发中脱离出来, 避免开发的重复性, 提高系统的开放性和互操作性。但OPC规范只定义了特定的COM接口, 没有说明如何实现这些接口, 它只规定了OPC服务器提供给客户端应用程序的接口应该具有的行为特征。OPC服务器可由不同的供应商, 根据不同的物理设备, 通过不同的代码决定服务器访问物理设备的方式及数据处理等细节。这些细节对于客户程序都是透明的, 客户程序只要遵循相同的规范和方法就能从不同的服务器中读取数据, 这也就实现了硬件无关的数据访问机制。

OPC在不同领域推出了多种规范, 目前已经推出的OPC规范有:

●OPC数据存取 (Data Access) 规范3.0版

●OPC报警与事件 (Alarm and Event) 规范1.1版

●OPC历史数据存取 (Historical Data Access) 规范1.2版

●OPC批量数据存取 (Batch Data Access) 规范2.0版

●OPC安全性 (Security) 规范

●OPC可扩展标记语言 (XML) 规范

●OPC服务器数据交换 (Data eXchange) 规范

OPC主要技术规范及其关系如图3:

在OPC基金会推出的多种规范中, 目前最广泛应用的是OPC数据存取规范, 也是本研究遵循的主要规范, 下面就此规范进行更近一步的介绍。

3 基于OPC的嵌入式智能控制器的实现

由于传统控制系统存在的种种弊端与瓶颈, 在嵌入式智能控制器中引入OPC技术完成上下位机的通信解决方案。基于OPC的嵌入式智能控制器在工控领域有着广泛的应用前景, 利用OPC的优势有:

1.OPC以COM为技术基础, 实现了代码在二进制级上的重用和代码的语言无关性, 极大地提高了软件的重用性, 提高了开发效率。

2.OPC规范了接口函数, 不管现场设备以何种形式存在, 客户都以统一的方式去访问, 从而实现系统的开放性, 易于实现与其他系统的接口。

3.采用标准的Windows体系接口, 硬件制造商为其设备提供的接口程序的数量减少到一个, 软件制造商也仅需要开发一套通讯接口程序。即有利于软硬件开发商, 更有利于最终用户。

4.OPC封装了系统功能的实现, 只将接口方法暴露在外面, 客户以统一的方式去调用这个方法, 从而保证软件对客户的透明性, 使得用户完全从低层的开发中脱离出来。

5.采用OPC规范, 便于系统的组态化, 将系统复杂性大大简化, 可以大大缩短软件的开发周期, 提高软件运行的可靠性和稳定性, 便于系统的升级与维护。

3.1 硬件平台

平台使用了AT91SAM9260微处理器。这是一款基于ARM926EJ-S核心的工业级微控制器, 功能丰富, 性能强大, 且功耗较低。AT91SAM9260有丰富的接口资源, 且内置以太网MAC, 完成设计所需的以太网接口只需外接物理层芯片和RJ45接口。平台采用Intel的工业级以太网物理层芯片LXT971ALE, 它与AT91SAM9260之间通过标准的MII (media independent interface) 接口连接。平台还使用了DM9000, 这是一款完全集成的和符合成本效益的, 单芯片快速以太网MAC控制器, 使用它的目的在于其低功耗和高性能进程的3.3V与5V的支持。

3.2 嵌入式操作系统

嵌入式操作系统选择Windows CE。OPC是基于微软的OLE (现在的Active X) 、COM和DCOM技术的, 而Windows CE系统本身提供了DCOM组件的支持, 并且Windows CE的DCOM API与Windows的DCOMAPI有很大程度上的相似性, 因此, 采用Windows CE系统可以大大降低系统开发的复杂度和额外成本的开销。而其他系统诸如嵌入式Linux提供的DCOM解决方案不是由操作系统本身提供的组件来完成的, 而是通过购买第三方软件包的支持来完成的, 需要额外成本的开销;同时, 第三方软件有可能成为系统运行的不稳定因素。

操作系统的移植采用了ATMEL提供的AT91SAM9260EK_CE6.0_Source_v110_secure BSP包, BOOTLOADER选择EBOOT, 即通过Ethernet下载操作系统映像的BOOTLOADER。在开发的过程中使用EBOOT, 可以提高开发效率。通过使用EBOOT可以很快速的下载NK到目标设备中, 而利用Flash编程工具或者是通过JTAG下载则很慢。EBOOT移植完成后是OAL (OEM Adaption Layer, 即原始设备制造商适配层) 的移植, 主要是修改Startup.s函数、修改串口调试函数、修改OEMInit函数、修改系统时钟函数和修改中断处理函数等;接着移植各模块驱动程序, 修改平台配置文件, 编译完成即得到FIRSTBOOT, EBOOT及内核映像文件, 完成操作系统的移植工作。

3.3 嵌入式智能控制器

整个系统由三部分构成:智能电子设备 (IED) 、智能控制器以及上位机。整体设计方案如图4所示:

控制器的主要功能是对IED环节输入的模拟量或开关信号进行识别处理, 根据一定的协议打包传送给上位机, 同时根据控制程序对IED输出开关信号以达到控制的目的。与上位机的通信基于OPC采用客户/服务器形式, 设计完成基于OPC数据存取规范3.0的服务器程序与客户端应用程序, 分别运行与嵌入式智能控制器的硬件平台及上位机中, 完成OPC通信。

结论

通过对OPC规范的研究, 根据硬件平台设计并完成了基于OPC的嵌入式智能控制器的整体架构, 操作系统移植, 实现了基于OPC的以太网通信。OPC技术以其巨大的优势受到越来越多的工控领域厂商与用户的青睐, 其取代传统驱动程序的趋势是不可阻挡的, 通过在嵌入式智能控制器中对OPC的应用更加能够体会到这一点。

摘要：针对传统控制系统的发展状况, 指出当前传统控制系统存在的诸多问题, 通过研究OPC规范特别是OPC数据存取规范3.0版, 研究其数据组织形式与访问机制, 结合基于OPC技术应用的嵌入式智能控制器, 给出了基于OPC技术的解决方案。