SCADA系统中应用OPC数据接口技术的研发

论文摘要

数据采集与监视控制（SCADA）系统是以计算机、通信网络为基础的生产过程控制与调度自动化系统,在工业自动化领域得到了广泛的应用。工业生产过程复杂程度的提高,SCADA系统需要集成数量和种类不断增多的现场信息,由此引发的大量的规约转换工作和兼容性问题已经成为实际工程中的瓶颈,使得SCADA系统内的无缝互连变得相当困难。OPC技术为工业自动化系统不同应用层之间提供了一种标准的数据交换机制,使工业控制环境中的各个数据源之间能够灵活地进行数据交换,这对增强SCADA系统的开放性和互操作性,实现不同系统的集成,达到信息的共享,具有重要作用。论文从企业的实际需求出发,不仅着眼于OPC技术的深入研究,而且着重就工业控制环境下如何在SCADA系统中应用OPC技术,实现不同数据源之间的数据交换以及SCADA系统的互连集成进行了较为深入的研究,设计了SCADA系统引入OPC技术后的软件集成解决方案以及OPC服务器内部结构,并按照OPC基金会的数据访问规范,结合组件对象模型技术,在VC++集成开发环境中开发了OPC数据访问服务器核心组件程序和服务器界面组态程序源代码,把各种设备的通信协议转换成OPC标准,对外提供标准的接口,为各种带有OPC客户端的工业监控软件提供数据源,实现了信息的共享,解决了不同硬件设备以及应用软件的通讯协议兼容性问题,为工业过程控制级与企业信息管理级通讯打下了坚实的基础,应用效果良好,具有很强的工程实用价值,达到了理论研究与实践的紧密结合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 SCADA系统简介
• 1.2 问题的提出
• 1.3 OPC技术及其发展现状
• 1.3.1 OPC规范简介
• 1.3.2 OPC技术解决的问题
• 1.3.3 OPC技术的优势
• 1.3.4 OPC技术的研究和应用现状
• 1.4 课题的背景、意义及任务
• 1.4.1 课题的工程背景
• 1.4.2 课题的任务
• 第2章 OPC技术的基础——COM/DCOM
• 2.1 组件化编程思想
• 2.2 OPC技术基础
• 2.2.1 OLE的演变
• 2.2.2 COM对象
• 2.2.3 COM接口
• 2.2.4 IUnknown接口及对象生存期管理
• 2.2.5 COM库
• 2.2.6 类工厂
• 2.2.7 COM组件的注册
• 2.2.8 DCOM
• 2.3 COM特性总结
• 第3章 OPC DA关键技术研究
• 3.1 OPC DA体系结构
• 3.1.1 OPC客户程序和OPC服务器
• 3.1.2 OPC DA服务器逻辑对象模型
• 3.1.3 OPC接口体系
• 3.2 OPC DA对象与接口
• 3.2.1 OPC DA服务器对象
• 3.2.2 OPC DA组对象
• 3.2.3 OPC DA客户端接口
• 3.3 OPC DA数据通信机制
• 3.3.1 同步通信方式
• 3.3.2 异步通信方式
• 3.3.3 连接点机制对异步通信的支持
• 第4章 OPC DA服务器的设计与实现
• 4.1 OPC服务器总体设计
• 4.1.1 方案设计
• 4.1.2 功能设计
• 4.1.3 开发方式的选择
• 4.1.4 开发前的准备工作
• 4.2 OPC Server对象的实现
• 4.2.1 OPC Server对象的定义
• 4.2.2 Server对象各个接口的实现
• 4.3 OPC Group对象的实现
• 4.3.1 OPC Group对象的定义
• 4.3.2 Group对象各个接口的实现
• 4.4 OPC Item对象的实现
• 4.4.1 OPC Item对象的定义
• 4.4.2 服务器实时内存数据缓冲区
• 4.5 OPC服务器核心组件的实现
• 4.5.1 服务器的注册和注销
• 4.5.2 服务器类工厂的注册和释放
• 4.6 OPC服务器组态界面设计
• 第5章 OPC服务器运行及测试
• 5.1 OPC服务器界面组态测试
• 5.2 OPC服务器数据通道畅通性测试
• 5.3 数据交互测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果