控制技術(shù)計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2009.17(10)Computer Measurement Control1937·文章編號(hào):1671-4598(2009)10-1937-02中圖分類(lèi)號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B基于OPC技術(shù)的甲醇灌裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用吳秤,吳旭光,何軍紅,馮歌乘(西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院,陜西西安710072)摘要:研究了采用OPc技術(shù)作為上下位機(jī)間通信的數(shù)據(jù)中繼站,很好地解決了軟硬件間兼容性問(wèn)題;利用 OPC SERⅤE提供的OPC接口,簡(jiǎn)單方便地實(shí)現(xiàn)了與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享;此外,由于COM/DCOM具有客戶(hù)/服務(wù)器模式的特點(diǎn)并隱藏了網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié),因而透過(guò)OPC技術(shù)系統(tǒng)可以很容易地達(dá)成遠(yuǎn)程控制的目的;文章設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有界面直觀(guān)、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),是一種集多路流量定量灌裝、多管道流量及罐區(qū)液體監(jiān)控管理為一體的新型控制管理系統(tǒng);應(yīng)用結(jié)果表明,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有一定的實(shí)用性和關(guān)鍵詞:OPC;甲醇灌裝;定最控制Design and Application of Methanol Filling System with OPC Technologyu Alang, Wu xuguang,Northwestern Polytechnical University, Xian 710072, China)Abstract: This paper studied the use of oPC technology as the data communication relay station between upper computer and lowercomputer,a very good solution to the compatibility problems between hardware and software. OPC sERVE provided the use of OPC interface, simple and easy to achieve with other systems of data sharing. In addition, COM/ DCOM with a client/ server model and hide the de-tails of the network, which through the opC technology can be easily reached by remote control. the design of the control system has an intuitive interface, easy operation features, is a multi- way traffic set quantitative filling, multi-channel flow and tank monitoring and man-gement of liquid into the new control management system, The application shows that this system runs stably. The technology and meth-dopted in the system are practical and worthy of using abiKey words, OPC; level filling: quantitative control0應(yīng)用背景實(shí)時(shí)顯示發(fā)甲醇情況,故障發(fā)生時(shí)會(huì)有報(bào)警提示。還可以對(duì)歷由于甲醇的日常裝車(chē)作業(yè)一般都十分繁忙,人工裝車(chē)存在史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún),并打印報(bào)表。效率低、損耗大以及甲醇灌裝時(shí)的揮發(fā)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝車(chē)操作人員的控制室身體健康損害等問(wèn)題。甚至有時(shí)人工操作容易疏忽而出現(xiàn)冒罐上位機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)事故;更有靜電接地可能不牢固或忘記接靜電夾等,灌裝過(guò)程中隨時(shí)存在靜電聚集安全隱患。為了克服人工操作、管理帶來(lái)的弊端,減少環(huán)境污染,提高儲(chǔ)運(yùn)管理作業(yè)的效率和化工企業(yè)的整體效益,以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,迫切需求自動(dòng)化程度485通訊器下位機(jī)系統(tǒng)高、安全可靠性好,以便于操作維護(hù)的儲(chǔ)運(yùn)裝車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)。1系統(tǒng)簡(jiǎn)介基于甲醇灌裝系統(tǒng)的要求,系統(tǒng)分為上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)定理控制儀(1)電源線(xiàn)量度磁溢卡現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置、發(fā)送甲醇設(shè)置參數(shù)、調(diào)試參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)編輯、計(jì)計(jì)舞機(jī)器器計(jì)計(jì)機(jī)器器發(fā)送甲醇實(shí)時(shí)控制指令、聯(lián)機(jī)或脫機(jī)發(fā)甲醇等,并記錄歷史數(shù)據(jù);同時(shí)下位機(jī)實(shí)時(shí)向上位機(jī)傳送發(fā)甲醇數(shù)據(jù),在顯示界面上圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2通倍方案收稿日期:2009-03-02;修回日期:2009-042.1通信方案的選定作者簡(jiǎn)介:吳祥(1983-),男江西進(jìn)賢人,碩士,主要從事系統(tǒng)仿真、嵌人式系統(tǒng)及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方向的研究甲醇灌裝系統(tǒng)是個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng),有著眾多的應(yīng)用程序傳統(tǒng)的據(jù)的應(yīng)用程序都需要吳旭光(1954-),男四川宜賓人,教授,主要從事嵌入式操作系統(tǒng)單獨(dú)開(kāi)中國(guó)煤化工每導(dǎo)致如下問(wèn)題系統(tǒng)建模和仿真方向的研究何軍紅(1971所),男浙江義烏人,副教授,主要從事自動(dòng)控制與系CNMHG品必需一個(gè)專(zhuān)門(mén)的驅(qū)統(tǒng)仿真自動(dòng)化控制工程方向的研究動(dòng)程序與具體的一種應(yīng)用軟件進(jìn)行交流,而且這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序中華測(cè)控網(wǎng)計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制般并不適應(yīng)于其他的應(yīng)用軟件。這樣,硬件廠(chǎng)商不得不再為另[in] rEfiid riid,一個(gè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序,從而造成重復(fù)勞動(dòng)。Lout, iid_ is (rid)] LPUNKNOWN* ppUnk(2)不支持硬件特點(diǎn)的變化:硬件特點(diǎn)的改變可能需要重在 OPC Server上建立一個(gè)組新編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。(2)1OPCServer:: Get ErrorString HRESULT Get Error-(3)訪(fǎng)向沖突:因?yàn)楦鱾€(gè)客戶(hù)應(yīng)用都有自己?jiǎn)为?dú)的驅(qū)動(dòng)程 String([in] hresult dw,,[in] lcid dwLocale,序,所以?xún)蓚€(gè)客戶(hù)應(yīng)用一般不能同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)硬件設(shè)備。[out, string] LPWSTR“ poSting);OPC技術(shù)很好地解決了上述問(wèn)題。OPC是以O(shè)LE/COM為 Server的錯(cuò)誤代碼返回相應(yīng)的錯(cuò)誤字符串機(jī)制作為應(yīng)用程序的通訊標(biāo)準(zhǔn),OLE/COM是一種客戶(hù)/服(3)1OPCServer:: GetGroupBy Name HRESULT Get務(wù)器模式,具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、代碼重用性、易于集成性等優(yōu) Group By Name([in, string」 LPCWSTR sz Name,點(diǎn)。OPC規(guī)范了接口函數(shù),不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以何種形式存在,Lin] REFIID rid,客戶(hù)端都以統(tǒng)一的方式去訪(fǎng)問(wèn)2,從而保證軟件對(duì)客戶(hù)的透明[out, iid_ is (riid)] L PUNKNOWN ppUnk )性,使得用戶(hù)完全從低層的開(kāi)發(fā)中脫離出來(lái)。有鑒于此,本系通過(guò)指定的組名(由同一客戶(hù)端建立的)找到該組的接口統(tǒng)采用OPC協(xié)議作為通信接口開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)指針2.2通信接口開(kāi)發(fā)(4)IOPCServer:: GetStatus甲醇灌裝系統(tǒng)上位機(jī)管理系統(tǒng)是用西門(mén)子的組態(tài)軟件HRESULT GetStatus( Lout] OPCSERVERSTATUSWINCC開(kāi)發(fā)的,它本身提供了OPC客戶(hù)端應(yīng)用程序。系統(tǒng)工*pp作的重點(diǎn)是下位機(jī)定量控制儀的 OPC Server開(kāi)發(fā),即下位機(jī)返同當(dāng)前 Server的狀態(tài)信息系統(tǒng)OPC服務(wù)器端開(kāi)發(fā)。定量控制儀是采用F430芯片,用(5)1OPCServer:: Remove Grou PUCOS-Ⅱ系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控的,它下面控制多種下位機(jī)(硬件設(shè)HRESULT RemoveGroup [in] OPCHANDLE hSer備)。其 OPC Server主要有兩部組成,(1)OPC標(biāo)準(zhǔn)接口的實(shí) Group現(xiàn);(2)與硬件設(shè)備的通信模塊RS485。 OPC SERⅤER開(kāi)發(fā)[in] BOol bforce框圖如圖2所示。從服務(wù)器中刪除指定組。在組列表中找到指定的組,并將「oR客戶(hù)端(Twc其刪除(6)1OPCServer:: Create Group Enumerator HRESULTrver標(biāo)準(zhǔn)接口Create Enumerator( [in]OPCENUMSCOPE dwScope[in] reFiid ridPC Group和 PC Item列表[out, id_ is(rii)] LPUNKNOWN* ppUnk )為 Server上所提供的組建立不同的列舉器自器RSA85通宿限于篇幅,以上6個(gè)接口的具體代碼省略過(guò)以上函數(shù)實(shí)現(xiàn)了 IOPCServer接口,但它只是與上位機(jī)通定量控制儀信的一個(gè)橋梁。要真正實(shí)現(xiàn)與Winc的數(shù)據(jù)通信,還要將OCServer中的 (PC Group和 OPC Item列表與硬件設(shè)備對(duì)應(yīng)起來(lái)電磁溫度變送器2.2.2與硬件設(shè)備的通信模塊圖2 OPC SERVER開(kāi)發(fā)圖完成接口的設(shè)計(jì)后,只需要與定量控制儀進(jìn)行通信就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的操作(定量控制儀提供了RS485通信方2.2.1實(shí)現(xiàn)OPC標(biāo)準(zhǔn)接口式)。首先與定量控制儀連接,然后發(fā)送控制命令讀取與定量OPC標(biāo)準(zhǔn)接口包括 IOPCCommon、 1OPCServer,ICon-控制儀相連的硬件設(shè)備的信息(也就是設(shè)備點(diǎn)信息)。根據(jù)讀nection PointContainer等。在這些接囗中, lOPCServer是OPC取到的不同的設(shè)備點(diǎn)相應(yīng)地建立OPC項(xiàng),這樣 OPC Client只Server的主接口,通過(guò)它實(shí)現(xiàn) OPC Server在操作系統(tǒng)中的安要讀取到OPC項(xiàng)就可以讀取到設(shè)備信息。若 OPC Client對(duì)裝和注冊(cè),此接口是必須要實(shí)現(xiàn)的。其它的接口都是可選的,OPC項(xiàng)進(jìn)行修改,收到OPC項(xiàng)的變化就向定量控制儀發(fā)送相在此就不做詳解了,下面主要研究如何實(shí)現(xiàn) IOPCServer接口應(yīng)命令對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作,這樣就實(shí)現(xiàn)了 OPC Client對(duì)硬件設(shè)在 IOPCServer接口中共有6個(gè)端口函數(shù):備的操控了(1)IOPCServer:t Add Grou P3下位機(jī)系統(tǒng)HRESULT AddGroup( [in, string] LPCWSTR SzNamen] BOOL bActive下位機(jī)系統(tǒng)主要設(shè)備是定量控制儀及其附屬的溫度變送[in] dword dw Requested UpdateRate器、壓力變送器、質(zhì)量流量計(jì)、電液閥等。定量控制儀在配合[in] OPCHANDLE hClient Group電磁閥或電液閥后,可達(dá)到自動(dòng)定量灌裝的目的,其自身可以Unique, in] LONG pTime Bias對(duì)流量進(jìn)行質(zhì)量或體積量進(jìn)行計(jì)量,通過(guò)鍵盤(pán)方便地置入?yún)in] FLOat* pPercent Deadbar數(shù),盟計(jì)晝筜參值。定值控制儀配有溫度傳中國(guó)煤化工、通訊接口(RS232Lin] dword dwLCID,感接RS48Lout] oPChaNDle phServerGroupCNMHG完成自動(dòng)控制、定量罐裝。(下轉(zhuǎn)第1941頁(yè))Lout] DWORD *pRevised Update Rate中華測(cè)控網(wǎng)第10期陳慧玲,等:基于ARM的工業(yè)秤能轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)的研究與開(kāi)發(fā)表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同的測(cè)量機(jī)構(gòu)可以采用不同的傳感器,有很大的靈活性時(shí)o85|881.8282583參考文[]陳伯時(shí),電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版處理的轉(zhuǎn)速4低剛本9低《794《紙4中紙3處理后的轉(zhuǎn)速444平43[2周立功,深人淺出ARM-LPC3xN24xM.北京,北京航空航天大學(xué)出版社,20054總結(jié)與展望[3]曲家騏,王季秩,伺服控制系統(tǒng)中的傳感器CM].電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書(shū).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.基于ARM芯片LPC2l19設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高精度多功能轉(zhuǎn)速測(cè)[4]PCA82C250CAN收發(fā)器應(yīng)用指南[OL].廣州周立功單片機(jī)發(fā)試機(jī)構(gòu),具有測(cè)速、液晶顯示、與上位機(jī)的485通訊、CAN通展有限公司http://www.zlgmcu.com訊等功能,具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快、精度高、運(yùn)行可[5]李朝青,PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信計(jì)術(shù)[M.北京:北京航空航靠等優(yōu)點(diǎn)。下位機(jī)測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí),相當(dāng)于對(duì)60MHz時(shí)鐘計(jì)算,精天大學(xué)出版社,2000度極高;上位機(jī)系統(tǒng)中,用最小二乘法(取采樣點(diǎn)為24)擬合[6]馬明建.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版轉(zhuǎn)速n與時(shí)間t的函數(shù),函數(shù)曲線(xiàn)可實(shí)時(shí)顯示。不僅如此,由于LPC2l!9芯片功能比較強(qiáng)大,可以擴(kuò)展其它功能,針對(duì)不[7] Ipe microcontroller family[oL].2008(上接第1938頁(yè))顯示界面上顯示出來(lái),在有報(bào)警提示出現(xiàn)時(shí),可以由操作員采定量控制儀接受各傳感器的信號(hào),并實(shí)時(shí)地傳送給上位取措施,如暫停發(fā)甲醇、取消發(fā)甲醇,上位機(jī)通過(guò)通訊模塊與機(jī)。定量控制儀接受執(zhí)行控制信號(hào),并進(jìn)行信號(hào)巡檢。下位機(jī)進(jìn)行通訊,它實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行由于下位機(jī)安裝使用于半露天的場(chǎng)合,從設(shè)備安全考慮,存檔,能夠確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行,它是整個(gè)系統(tǒng)的中樞系統(tǒng),在電路設(shè)計(jì)上釆用三級(jí)抗雷電和防靜電處理措施,當(dāng)遇到瞬間它能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理,并可自動(dòng)生成強(qiáng)電流爬升的過(guò)程中,電路的放電、阻流、降壓和瞬態(tài)抑制將各種甲醇的生產(chǎn)報(bào)表,如:日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表使機(jī)器得到最大保護(hù)。其次處于防爆殼內(nèi)的供電電路增加了抗控制方式可以分為主機(jī)控制和定量控制儀控制:主機(jī)控制電磁干擾的模塊,微機(jī)的硬件和軟件設(shè)計(jì)同時(shí)采用看門(mén)狗處理指由上位機(jī)控制定量控制儀進(jìn)行發(fā)甲醇操作;定值控制儀則是技術(shù),可以提高機(jī)器的工作穩(wěn)定性在網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)的情況下,由定量控制儀直接控制發(fā)甲醇,此時(shí)下4上位機(jī)及其管理系統(tǒng)軟件位機(jī)保存發(fā)甲醇時(shí)的重要數(shù)據(jù),一旦網(wǎng)絡(luò)接通,立即將發(fā)甲醇信息傳送至上位機(jī)。大多數(shù)情況下,都是采用主機(jī)控制的上位機(jī)系統(tǒng)主要由工控機(jī)和打印機(jī)等組成。上位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件采用西門(mén)子的組態(tài)軟件 WINCC( OPC Client),數(shù)據(jù)庫(kù)采用方式。Microsoft SQL Server,實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和讀取等等-。5總結(jié)wNCC可以完成各種各樣的應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā),是從底層軟件本論文設(shè)計(jì)的甲醇灌裝系統(tǒng)是基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的設(shè)計(jì)思想直到上層直接面向用戶(hù)的軟件。系統(tǒng)運(yùn)行截圖如圖3所示。上采用上、下位機(jī)的兩級(jí)控制模式。系統(tǒng)下位機(jī)在構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)中從位機(jī)在發(fā)甲醇過(guò)程中實(shí)時(shí)接受定量控制儀發(fā)來(lái)的發(fā)甲醇數(shù)據(jù),物理層面上表現(xiàn)為集散型控制系統(tǒng)的特征,其應(yīng)用層面也是按如實(shí)發(fā)重量、實(shí)發(fā)體積和甲醇溫度等等,并將這些實(shí)時(shí)信息在集散型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,因此說(shuō)這是一個(gè)完全的集散型系統(tǒng)具備了該系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。OFPC技術(shù)的采用實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享和管理,達(dá)到了甲醇等高?；ば袠I(yè)對(duì)控制系統(tǒng)高標(biāo)準(zhǔn)要求。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在正?？扇?xì)鉂舛冗\(yùn)轉(zhuǎn)。考文獻(xiàn):11] OPC Foundation, OPC Data Access Automation Inter-face standard Version2. 01 [s]41,周云飛唐小璃,蔣于COM技術(shù)和OPC展范的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)研究[J].中國(guó)機(jī)械工程[3]李蕾,戴瑜興.COM技術(shù)在OPC服務(wù)器中的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)[J].低壓電器,2005,12(3):238-240.a[ SIEMENS SIMATIC winCC通訊手冊(cè),第二冊(cè)J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中國(guó)煤化工CNMHG化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深人淺北京.北京航空航天大學(xué)圖3甲酹燕裝系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)截圖出版社,2004.華測(cè)控網(wǎng)