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浅析以太网PLC数据采集服务器的关键技术.doc

浅析以太网PLC数据采集服务器的关键技术.doc

上传者: 马有为 2017-11-07 评分 3 0 7 1 32 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《浅析以太网PLC数据采集服务器的关键技术doc》,可适用于人文社科领域,主题内容包含浅析以太网PLC数据采集服务器的关键技术以开发以太网环境下的采集控制器数据并在OPC服务器上进行实现为目的分析了基于以太网的PLC通讯和OPCDA服符等。

浅析以太网PLC数据采集服务器的关键技术以开发以太网环境下的采集控制器数据并在OPC服务器上进行实现为目的分析了基于以太网的PLC通讯和OPCDA服务器数据访问技术构建了PLC数据采集在OPC服务器上的框架模型展望了以以太网为线路基础的数据采集和信息集成的应用前景。重点介绍了基于以太网技术的PLC通讯技术和OPCDA服务器的应用技术以OPC技术为支撑建立了PLC数据采集服务器的系统框架模型。数据采集信息集成OPC服务器以太网TheKeyTechnologyOfPLCDataAcquisitionServerAbstract:InordertodevelopthedataofacquisitioncontrollerintheEthernetenvironment,andtoachieveitintheOPCserverThisauthoranalyzedthePLCcommunicationsbasedonEthernetandtheKeytechnologyaboutaccessingOPCDAdataserver,inthesametime,theybuilttheframeworkofthePLCdataacquisitionintheOPCserver,andprospectedtheapplicationforegroundaboutDataacquisitionandinformationintegrationbasedonEthernetThearticlefocusedonhowtocollectPLCdatathroughEthernet,introducedtheapplicationofOPCDAservertechnology,withthesupportofOPCtechnology,theyhaveestablishedtheframeworkofPLCDataacquisitionsystemKeyword:DataacquisitionInformationintegrationTheOPCserverEthernet引言随着现代化生产制造对车间自动化程度要求的提高企业对生产过程中的设备状态数据和零件质量数据的提取也有了更高的要求。PLC作为应用于工业控制领域的硬件设备负担着生产现场的绝大部分控制任务同时也是生产过程数据和质量数据的物理载体。因此,如何通过先进可靠的手段从PLC中获取这些数据成为远程自动化控制和数据采集领域急需解决的问题。以太网作为工业控制领域重要的数据传送途径在现代化生产系统中扮演着重要的角色。OPCDA(DataAccess)为现场层和应用软件间的纵向的数据集成和互操作性提供了规范它是OPC基金会在微软COM技术的基础上发布的一系列的工业自动化接口标准。通过该接口可以方便的完成工业过程数据在信息系统的上的应用和集成。以太网、PLC和OPC服务器的结合为控制器里的过程数据向生产信息系统的集成提供了技术保障。关键技术基于以太网技术的PLC通讯目前大部分PLC生产厂商都为其主流产品开发了以太网模块或内嵌的以太网接口直接支持产品在工业现场的以太网通讯功能。比如三菱的E模块、西门子的CP模块、FANUC的以太网板等都为PLC与其它系统的联网提供了硬件支持。但在工业应用现场各个品牌的PLC中仍存在的信息孤岛某些厂商尽管提供了基于以太网的数据采集接口或者提供了软件来支持PLC的数据采集但与其它系统的集成能力欠佳且代价极高技术大都为某些公司垄断为民族工业的发展和信息化的进步带来了极大的障碍。为了更加高效的利用现有设备和控制系统节省成本保护用户既有投资同时为了解决异构系统兼容性问题满足系统的开放性基于以太网技术从PLC中采集数据的方法可以解决像RS或RS的数据传输距离的局限性也可以降低建立其它现场总线网络的成本具有较高的性价比广泛的推广意义。OPCDA服务器OPCDA服务器是以Microsoft公司的COMDCOM技术为依托采用客户服务器模式是过程自动化应用领域中的“软件总线”。OPC服务器收集现场设备的数据信息并通过标准的OPC接口提供给OPC客户端使用。OPC的数据访问方法主要有同步访问、异步访问和订阅三种同步访问和异步访问都有OPC客户端应用程序对OPC服务器发出了数据请求不同点在于前者执行调用后必须等到服务器端完成操作之后此方法才能返回而后者则立即返回服务器会把这次请求操作的结果以回调的方式来告知客户端程序使得客户程序在这段时间内处理别的事务。订阅是指服务器监控的数据状态发生变化时主动的通知客户程序而不用客户主动的查询数据判断数据是否发生了改变。OPC服务器主要由服务器对象、组对象、项对象及针对不同工控设备编写的IO接口程序组成。服务器对象、组对象都是标准的COM对象OPC客户端通过它们提供的接口来访问现场设备的数据。OPC服务器对象功能主要表现在创建和管理OPC组对象管理服务器内部的状态信息将服务器的错误代码翻译成描述性语句浏览OPC服务器内部的数据组织结构。OPC服务器对象是OPC客户端使用与OPC服务器端交互的入口OPC客户端通过服务器对象来组织管理组对象。组对象用于管理其内部状态信息、创建和管理项对象和处理OPC服务器内部的实时数据存取服务器。项对象是服务器和现场设备的“信息桥梁”代表了现场设备的特定数据源连接包含了数据的值、质量标志、时间戳等属性。IO接口程序则从现场设备中读取数据按照现场设备的通讯协议实现OPC服务器数据项与现场设备的通讯连接。.建立基于以太网的PLC数据采集服务器的模型综合对以太网环境下的PLC通讯技术和OPC数据访问技术的分析通过基于XML技术的多PLC设备管理中枢、以太网通讯协议、OPC服务器接口三个模块建立了以太网PLC数据采集服务器的框架模型如图所示。PLC数据采集服务器ERP基于XML的PLC设备、采集变量、MES管理中枢、OPC其设设PLC过它备备程以应通通客OPC服务器接口监太设用讯讯户控网备平组协端、台件议数据采OPC服务器开发包集及图系统框架模型FigtheModeloftheSystem基于XML的多PLC设备管理模块XML(ExtensibleMarkupLanguage可扩展标记语言)是一门新兴的面向Internet应用的标识语言。它独立于生产厂商可以跨平台运用允许不同来源的数据无缝集成将结构与显示相分离。它的特长在于描述任意层次结构的数据或赋予原本杂乱的信息一种清晰而通用的结构加大了数据存取的灵活性和可重用性。基于XML的这些优点设计使用XML组织PLC设备数据的定制与存取。主要包括多PLC设备定义、PLC物理设备向逻辑设备映射物理设备数据点定义和物理设备数据点与OPC变量的映射关系的管理等使用XML存取PLC和OPC变量定制信息便于灵活组织和变更更可以方便的序列化为系统加载使用。以太网通讯模块以PLC以太网通讯协议为技术基础主要实现上位主机和PLC设备之间的以太网通讯功能包括通讯参数设定、通讯接口初始化、数据读取、数据写入和资源释放等功能。无论从PLC中读取数据还是写入数据都在上位机将数据封装并通过通讯协议或组件接口传输给控制器然后等待接收通过以太网返回的信息并提供给OPC服务器接口。OPC服务器端接口模块OPC服务器端接口模块包括OPC数据点的管理及OPC数据访问处理。其中数据点管理主要处理OPC服务器、OPC组及OPC项的定义、连接、添加、删除等。数据访问处理以多线程的方式处理上层应用程序的服务器请求包括OPC数据点浏览、同步读写、异步读写、数据订阅等并将这些请求和基于XML的多PLC设备管理模块中定义的OPC变量相关联通过以太网通讯模块转换为对PLC设备的数据读写请求最后再由OPC接口模块反馈给用户有用的信息或设备状态。.结束语分析了通过以太网直接采集PLC过程数据的优点以OPC技术为支撑建立了PLC数据采集服务器的系统框架模型。以太网环境下采集PLC数据是远程自动化控制和信息集成必由之路它把数据采集推向了网络化时代。OPC技术的发展将会大力推动MES、ERP、组态系统的信息集成的发展从而为企业高层决策和实现客户服务透明化提供强有力的信息保障。参考文献:YuanMingzhe,WangZhi,ChengShangjunetalTheApplicationofOPCtechnologyinIndustrialInstrumentationandAutomation,()thefieldbustechnologysystemJp~(inChinese)苑明哲,王智,程尚军,等OPC技术在现场总线控制系统中的应用J工业仪表与自动化装置,()~FUChuang,CHENYuanchu,YURen,etalTheApplicationoffieldbustechnologyinintelligentcontrolmaintenancemanagementsystemplatformJProcessAutomationInstruments,,():p(inChinese)傅闯,程远楚,余刃,等现场总线技术在智能控制维护管理系统(ICMMS)平台中的应用J自动化仪表,,():罗军舟TCPIP协议及网络编程技术清华大学出版社,OPCFoundationOPCDataAccessCustomInterfaceStandardversionSLiQin,DangHaixuanetaltheresearchofOPCtechnologyanditsinterfacebasedonCOMJApplicationofelectronictechnology,():李勤,党选举基于COM的OPC技术的研究及其接口实现J电子技术应用,():

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