基于OPC传输的数据采集系统的设计与实现

论文摘要

某大型氦低温系统基于DCS建立一套过程监控系统，主要负责在大型磁体降温过程进行系统监控，以及数据采集。低温系统中常规的数据，可以利用自身卡件接收4～20mA的标准信号。但是系统中存在一些复杂的数据，例如一些深低温温度信号、流量、真空、液位。不能够直接进入DCS系统，必须进行一些数据处理。对于此类问题，国内外的DCS系统，一种方法采用非常规的仪表进行信号转换，但是这个转换模块价格昂贵，而且多数为国外产品。国内产品精度上很难满足要求，这样就提高了成本。另一种方法是自己编写第三方采集程序，基于OPC数据传输给DCS系统。OPC（OLE for Process Control），即OLE过程控制，OPC技术是OPC基金会组织制定的工业控制软件互操作性规范，也是微软为了把Windows应用于控制系统和控制界共同推出的一项技术。它的作用是给工业控制系统应用程序之间的通讯建立一个接口标准，在工业控制设备和控制软件之间建立一个统一的数据存取规范。本课题的主要任务就是基于OPC的数据传输技术的研究，建立一套复杂数据采集系统。这套系统既能够实时采集一些复杂数据，同时能够进行数据处理，然后将数据传输给DCS系统。也可以接收DCS发送过来的数据，进行相应的计算。整个DCS系统已经基于美国爱默生DeltaV软件建成，DeltaV软件本身集成有OPC服务器，在此基础上只需编写OPC客户端程序。温度采集程序中涉及到的硬件设备主要有采集卡，放大器，恒流源，吉时利表等。其它设备有真空计，浮力液位计等传感器设备。这套系统的建立一方面解决了低温系统中一些非常规数据的采集问题，节约了很大的成本，另一面能够依据采集的数据与DCS系统中数据进行相互间数据处理。调用第三方数据程序。提高了系统的稳定性和可靠性。这项课题的研究，对于深低温下的数据采集有着很重要的意义，对于开展极端条件下数据测量，通讯、诊断等方面有着很好的经验积累。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 过程控制
• 1.1.1 过程控制概述
• 1.1.2 过程控制发展
• 1.1.3 过程控制系统现状及发展方向
• 1.2 论文研究的内容
• 1.2.1 课题来源
• 1.2.2 课题研究的意义
• 1.2.3 本文研究的内容
• 第二章 DCS 概述
• 2.1 DCS 的定义
• 2.2 DCS 发展及研究现状
• 2.3 DCS 的发展趋势
• 2.4 DCS 的组成及其层次结构
• 2.4.1 DCS 的组成
• 2.4.2 DCS 的层次结构
• 2.5 DCS 的特点
• 2.5.1 自主性
• 2.5.2 协调性
• 2.5.3 友好性
• 2.5.4 适应性、灵活性和可扩充性
• 2.5.5 在线性
• 2.5.6 可靠性
• 2.5.7 控制功能齐全
• 2.6 DCS 的基本功能
• 2.7 小结
• 第三章 OPC 技术概述
• 3.1 OPC 概述
• 3.1.1 OPC 概念
• 3.1.2 OPC 产生
• 3.1.3 OPC 的发展动向
• 3.1.4 OPC 技术规范概述
• 3.1.5 COM/DCOM
• 3.1.6 OLE 技术
• 3.2 OPC 对象及其接口
• 3.2.1 服务器对象
• 3.2.2 组对象
• 3.2.3 项对象
• 3.3 OPC 数据访问（OPC-DA）方式
• 3.4 OPC 技术特点
• 3.5 小结
• 第四章 复杂数据采集处理系统的设计
• 4.1 系统硬件结构
• 4.2 系统软件结构
• 4.3 复杂数据采集与处理系统运行操作
• 4.3.1 运行前的准备
• 4.3.2 启动复杂数据采集处理软件
• 4.3.3 复杂数据采集处理系统软件的运行状态
• 4.3.4 复杂数据采集处理系统软件的参数设置
• 4.3.5 停止运行复杂数据处理系统软件
• 4.4 小结
• 第五章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 部分代码
• 攻读硕士学位期间发表的论文