基于PCauto的OPC实时监测系统

1  引言

生产过程的控制系统的信息化，要求汇集生产过程中大量的实时数据和信息，在新型数据库技术的支持下进行存储、分析、提炼和发掘，为操作和管理人员提供所需的数据和结果、运行指导和决策依据，也就是mes制造。基于OPC的实时监控系统构成自动化和计算机通讯集成应用的主流技术方向，解决生产进程现场级异构设备以及与更高管理层之间的链接，带来信息化效益。

2  opc与PCauto

2.1 opc概要

为了存取现场设备的数据信息，需要编写专用的接口函数。但现场设备的异构化和产品升 级，给用户和软件开发商带来了信息集成的巨大困难。

opc(用于过程控制的链接与嵌入)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图1所示。



图1 opc与硬件和客户软件的关系图

opc服务器通常支撑两种访问接口：主动化接口和自定义接口，它们辨别为不同的编程语言环境供应访问机制。主动化接口是为基于脚本编程语言而定义的尺度接口，可应用vb、delphi、Powerbuilder等语言开发opc服务器的客户利用。

2.2 pcauto概要

pcauto是北京三维力控科技有限公司“管控一体化解决之道”产品线的总称。pcauto由监控组态软件、“软”控制策略软件、实时数据库及其管理系统、web门户工具等产品组成。力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。

力控pcauto监控组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。

3  基于pcauto的opc实时监控系统

3.1 体系架构

生产实时监控系统实现底层生产过程实时信息的采集，通过信息集成形成优化控制、优化调度和优化决策等的判断或指令。实现流程工业企业生产过程的安全、稳定、低耗的目标；同时，企业内部物流的控制与管理、生产过程成本的控制与管理等生产管理活动都在实时数据平台层完成，使生产过程数据和企业管理数据的在实时数据平台中融合与贯通。针对流程工业的特点，平台采用开放性的、柔性的、可扩展的、模块化的、面向对象和应用的基于知识管理的体系结构。



 图2  济南圣泉实时监控系统图

济南圣泉实时监控系统如图2所示，共分为两大部分：上位机和下位机。它的下位机部分共有5个工段组成：呋喃树脂工段、新树脂工段、树脂工段、糠醇工段以及热电工段。其中呋喃树脂工段、新树脂工段、树脂工段、糠醇工段均采用的是浙江威盛公司的fb-2000dcs系统；热电工段采用的是北京和利时公司的smartprodcs系统。系统的上位机采用的北京三维力控公司的pcauto监控组态软件。

本系统是在适应现代工业控制的要求下，集自动控制、计算机通讯等于一体。具有以下几个显著特点：采集数据的实时性、高度的集成化和可靠的稳定性。对于本系统的实施，主要有软件和硬件两部分硬件部分。其中，硬件部分：以太网交换机、光纤收发器和计算机。软件部分有pcauto6.0以及opcserver和xp操作系统。[page]

3.2 系统通信原理

济南圣泉集团有五个工段，采用四个工段采用浙江威盛公司的fb-2000dcs系统，另外一个采用北京和利时公司的smartprodcs系统。这两个自动控制系统均提供了opc接口，随系统附带了opcserver。在开发过程中，把两套自动控制系统的opcserver相关信息和需获取的数据点信息以及和管理网数据库系统的交互信息存入相应配置文件中。编写的opcserver应用程序在启动时读入配置文件，实现了对dcs 相应点的读取。与上位机中的pcauto6.0通讯采用的是tcp/ip通信协议，进而完成了数据的实时采集和发送[1]。

3.3下位机程序的安装


图3  opcserver实时采集程序

如图3所示，对于本系统的五个工段，分别选择dcs控制站中的一台操作员站作为系统的服务器。第一步的工作均是安装已经调试成功的利用vb编写的OPCserver实时采集程序；设置相应的配置文件并完成dcom设置。通讯方式采用的ucp/ip方式，所以五个工段统一设置在一个网段中：192.168.0.x[2]。

3.4 opc客户端的实现

opc客户端的实现的实现即在上位机上调试PCauto6.0的过程。首先，安装测试程序，一完成测试数据达到的目的。程序画面如图4所示。


 图4  测试程序

在数据到达以后，进入pcauto6.0的开发画面。在pcauto6.0的基础上，完成数据的实时显示、历史数据的调取以及报表的生成。同时，为满足厂方的要求完成了web发布。组成了一套完整的实时监控系统。

4  结束语

自动化系统的发展趋势是控制与管理一体化，应用于自动化领域的opc技术统一了数据访问的接口，使控制系统进一步开放，实现了信息的集成与共享，其优越性是显而易见的。经过一段的时间的试运行，济南圣泉实时监控系统运行正常，进一步验证了系统的稳定，为其它组态软件之间的通信提供了一种模式。