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基于OPC的实时数据获取技术

2012-09-18 15:35
PokerJoker
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1 引言

  组态软件通过i/o驱动程序从现场i/o设备获得实时数据,对数据进行必要的处理后,一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕上,另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给i/o设备,对执行机构实施控制或调整控制参数[1,2]。

  目前,企业办公自动化已经基本普及,windows操作平台以及微软的com/dcom/ole技术已成为应用软件之间通信的事实上的标准。在生产控制领域,dcs、scada、plc等技术已经成熟,各种现场总线标准正在迅速推广。但是,管控一体化存在一个严重的制约因素,即现场设备与应用软件之间难以实现开放的、无缝隙的连接。

  在生产现场,存在着大量控制器和现场数字设备,这些设备来自不同的制造商,遵从不同的通讯标准,只能组成各自的控制系统,与特定的应用软件通讯。虽然某些网络之间可通过协议转换实现互联,但并不具有普遍性。

  传统的过程控制系统中,为使每一个应用程序与设备交换信息,必须为每个设备提供相应的驱动程序,在数据源与客户程序之间分别建立一对一的驱动连接,如图1所示。

  由于设备多样性和驱动程序不兼容性,这种方式存在以下缺陷:

  (1)应用程序开发者必须花费大量精力开发各种设备的驱动接口,计算机硬件厂家要为不同的应用软件编写不同的驱动程序,这种程序可复用程度低,不符合软件工程的发展趋势,典型的高级语言软件开发过程约有25~30%的时间用于编写这类接口,使开发时间和费用大大增加;

  (2) 设备不具有互操作性,使用中硬件的升级、变更和增加都可能造成驱动程序的变化,从而在维护过程中引起二次投资;

  (3) 由于每一驱动软件有各自的驱动程序,当多个应用软件读取同一数据源时,经常生冲突;

  (4) 设备厂商虽然可能提供驱动程序,但与用户开发应用软件往往不一致,限制了用户对软件和设备的自由选择。

  可见,在现场设备与应用软件之间提供标准的接口,实现开放的、无缝隙的连接,是顺利推进企业管控一体化的关键。为此,在微软的倡导下,世界范围内处于主导地位的硬件和软件开发商组成了opc基金会组织(opc fondation),制定硬件和应用软件之间的接口标准-opc规范。文章对有关问题作如下简要讨论。

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