PID优化整定系统中OPC接口的研究与应用

文章摘要：3.2 OPC数据存取服务器的访问方式OPC客户程序对OPC服务器中数据的访问方式主要有同步、异步和订阅三种。客户程序 可按照一定的周期对服务器程序进行数据同步存取操作，此时客户方的调用函数一直运行到 所有数据读写完成。在异步通信方式下，服务器程序定期刷新OPC项，并判断其数值或品质 是否变化，如果有变化则将变化后的数据发送给客户程序，此时客户方的调用函数可立刻返 回。显然，异步通报方式的通信效率更高，但有多个客户程序与服务器相连时，同步读写方 式更具时效性[8]。第三种订阅方式，即OPC服务器监控的数据在状态发生改变时主动的通知 客户程序[9]，而不用客户被动地、一次次地去查询数据，判断其是

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　　3.2 OPC数据存取服务器的访问方式

　　OPC客户程序对OPC服务器中数据的访问方式主要有同步、异步和订阅三种。客户程序 可按照一定的周期对服务器程序进行数据同步存取操作，此时客户方的调用函数一直运行到 所有数据读写完成。在异步通信方式下，服务器程序定期刷新OPC项，并判断其数值或品质 是否变化，如果有变化则将变化后的数据发送给客户程序，此时客户方的调用函数可立刻返 回。显然，异步通报方式的通信效率更高，但有多个客户程序与服务器相连时，同步读写方 式更具时效性[8]。第三种订阅方式，即OPC服务器监控的数据在状态发生改变时主动的通知 客户程序[9]，而不用客户被动地、一次次地去查询数据，判断其是否发生改变。对于每个组 对象，客户程序可根据需要采用其中一种数据存取方式。

　　4、PID优化整定系统OPC接口的架构与实现

　　4.1 PID优化整定系统的软、硬件结构

　　PID优化整定系统的硬件为一台装有OPC接口客户端程序的PC机，根据实际情况分别采 用添加网卡或使用路由器的方式接入到控制系统的工程师站上，使PID优化整定系统与工程 师站处在同一局域网内。如果原有的工程师站上配有双网卡，则直接使用网线与工程师站连 接；如果没有双网卡，或不方便接入的，则添加路由器，将两台机器接入同一网内。

　　图2 系统网络结构图

　　PID优化整定系统的软件是指优化整定PC机上装有的自行开发的PID优化整定软件。数 据采集的通讯接口方式使用OPC自动化接口方式，数据采集所搭建的环境结构如图2所示。

　　4.2 OPC接口的实现

　　由图2可以看出，整个系统的服务器端采用DCS提供的OPC接口，在工程师站上放置使 用OPC数据访问接口编写的OPC应用程序，它主要有两个方面的功能：一是作为控制系统的 客户端，连接下位机与上位机，读取现场数据；二是作为PID优化整定系统的服务器端，连 接PID优化整定系统与下位机，将数据读取到PID优化整定站，供后期数据计算使用。而数 据采集部分的客户端，则放置在PID优化整定站，是使用VB语言，按照OPC自动化访问接口 编写的应用程序。读取数据后，将相关数据保存在Access数据库中，以便于以后随时查询使 用。在全部数据读取过程中，应用的网络协议主要为TCP/IP协议。

　　4.2.1 OPC服务器端的实现

　　根据不同工厂DCS设备或者工程师站操作系统的具体情况，服务器端分别采用两种接口 方式，即自动化接口和自定义接口编写服务器端程序。例如，对于YOKOGAWA CS3000 DCS， 采用的是VB编写的自动化接口方式；对于ROSEMOUNT DELTA V DCS采用的是C++编写的 自定义接口方式。

　　4.2.2 OPC客户端的实现

　　客户端的主要实现方式是OPC自动化接口方式，使用VB编写应用程序。对于工厂各装 置回路中pv（实测值）、sv（设定值）、mv（阀门开度）参数的采集使用同步通讯的方式； 而对于回路控制的自动、手动情况的采集则使用订阅通讯的方式，即在参数（控制状态）发 生改变时主动通知客户端程序。 OPC数据访问对象由分层结构组成，它由上而下包括OPC服务器对象（OPCServer）、 组对象（OPCGroup）、项对象（OPCItem），在设计OPC客户端程序时，基本按照以上顺 序进行连接。对于OPC自动化接口方式，OPC基金会专门为它的开发提供了“自动化包装器” OPCDAAuto.dll，在编写程序前，应该首先在VB项目中引用该动态链接库，这样才能调用 OPC自动化规范中定义的属性、方法和事件。客户端程序设计的基本步骤如下：

　　（1）在VB工程中添加对OPCDAAuto.dll的引用。

　　（2）声明OPC对象。

　　（3）连接OPC服务器，创建OPC对象。设计时需要调用OPC服务器对象的“Connect” 方法，和OPC服务器建立连接。之后，用OPC服务器对象的“OPCGroups”属性生成一个组 集合，再调用“Add”方法在OPC组集合中添加新的OPC组。最后，在对OPC服务器进行访 问前，要使用“OPCItems”属性生成项集合，并使用“Add”添加新的OPC项。

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