OPC技术研究及其在现场总线控制系统中的应用

论文摘要

现场总线作为当今自动化领域的热点和发展方向在社会生产的各个领域得到广泛应用,但现场总线标准众多,互操作性差。OPC（OLE for Process Control）技术为工业自动化控制系统与上位机监控软件之间进行数据信息交换提供了接口标准,它采用客户/服务器（C/S）模式,统一了客户和服务器程序之间数据交换方式,为不同总线通信系统的数据集成共享提供了很好的技术解决方案,大大提高了不同总线系统之间的互操作性,减少了多总线系统数据集成过程中的重复工作。本文以“全自动联合采煤机组”的上位机监控系统“矿山通用工作面监控系统”为背景,详细研究了OPC技术的原理及其实现方法,通过OPC技术的应用实现了工作面监控系统对多现场总线控制系统数据信息的集成及互操作,保证了监控系统的通用性及良好的功能扩展能力。文中首先介绍了OPC技术的基础COM原理,并对OPC规范进行了具体分析,包括自定义接口、自动化接口规范以及客户程序访问OPC服务器中数据的三种方式;然后对OPC技术的实现（包括服务器和客户程序实现）的一般性方法作了研究。OPC技术在现场总线控制系统中的应用部分结合通用工作面监控系统,详细分析了采用传统监控系统设计方法来实现能兼容多总线的通用系统的不足之处,采用OPC技术解决问题,对系统的实现方案作了详细分析;针对CAN2.0B现场总线通信网络结合研华PCI1680 CAN通信卡实现了OPC服务器软件,并详细说明了监控程序实现与OPC服务器进行数据交换的关键步骤,通过OPC技术的应用实现了监控系统对多总线的兼容,保证了系统的通用性及良好的功能扩展能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 现场总线简介
• 1.2 OPC 技术的出现背景
• 1.3 OPC 规范及OPC 技术发展应用状况
• 1.4 课题背景及研究意义
• 1.5 本文所做工作
• 第2章 COM 介绍
• 2.1 COM 原理与实现
• 2.1.1 COM 基本概念
• 2.1.2 COM 对象
• 2.1.3 COM 接口
• 2.1.4 COM 实现
• 2.1.5 MFC 对COM 应用的支持
• 2.2 COM 扩展和应用
• 2.2.1 可连接对象
• 2.2.2 分布式COM/DCOM
• 2.2.3 自动化（Automation）对象
• 第3章 OPC DA 规范分析
• 3.1 OPC DA 规范简介
• 3.2 OPC DA 自定义接口规范分析
• 3.2.1 OPC DA 服务器对象及其接口分析
• 3.2.2 OPC DA 组对象及其接口分析
• 3.2.3 客户端实现的接口
• 3.3 OPC DA 自动化接口规范分析
• 3.4 OPC 服务器中数据访问方式
• 第4章 OPC 技术实现方法研究
• 4.1 OPC 服务器程序功能结构划分
• 4.2 OPC 服务器实现方法研究
• 4.2.1 源码级实现方式
• 4.2.2 工具包实现方式
• 4.2.3 WTOPCSvr.dll OPC 服务器开发工具包分析
• 4.3 客户程序通过自定义接口与OPC 服务器交换数据的方法研究
• 4.4 客户程序通过自动化接口与OPC 服务器交换数据的方法研究
• 4.4.1 OPCDAAuto.dll 结构分析
• 4.4.2 VB 环境下客户程序通过自动化接口获取服务器数据的方法研究
• 4.5 系统配置
• 第5章 OPC 技术在现场总线控制系统中的应用
• 5.1 应用背景
• 5.2 两种主流现场总线标准以及煤炭的开采过程
• 5.2.1 CAN 总线标准
• 5.2.2 ProfiBus 总线标准
• 5.3 煤炭开采“工作面”及全自动联合采煤机组
• 5.4 通用工作面监控系统软件及实现方案分析选择
• 5.4.1 传统监控系统设计方法及其不足之处
• 5.4.2 OPC 技术的应用及问题的解决
• 5.5 通用工作面监控系统OPC 服务器程序的实现
• 1680 CAN 通信卡'>5.5.1 CAN 2.08 总线通信网络及PCI₁680 CAN 通信卡
• 5.5.2 CAN 2.08 标准帧OPC 服务器程序功能分析及实现思路
• 5.5.3 OPC 服务器程序实现
• 5.6 通用工作面监控系统监控程序的实现
• 5.6.1 监控程序与OPC 服务器的数据交换
• 5.6.2 人机界面、逻辑判断及数据存储与报表
• 5.7 系统网络通信控制及功能可扩展性
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要