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1  引言
隨著工業生產的不斷發展,工業控制軟件取得了長足的進步。然而,由于生產規模的擴大和過程復雜程度的提高,工業控制軟件設計面臨著巨大的挑戰,那就是要集成數量和種類不斷增多的現場信息。傳統的方式是通過開發設備專有驅動程序來實現對數據的訪問。這就帶來諸多問題,如耗費大量重復性的勞動,不同設備供應商的驅動程序之間的不一致,硬件性能不能得到廣泛支持,驅動程序不能適應升級后的硬件以及發生存取沖突等。解決上述問題的關鍵在于一個統一的接口標準。正是基于這種需要產生了OPC標準。
iFIX是基于WINOOWsNT/ 2000平臺和多種工業標準之上的功能強大的組態軟件,有極大的易用性和可擴展性,方便系統集成,廣泛應用于工業現場。iFIX集成了COM/DCOM、OPC等先進的現代軟件技術。
S7-200系列小型可編程序控制器PLC適用于各行各業中小機器設備的控制,適合各種場合中的檢測、監測及控制的自動化,具有極高的性能價格比,用途廣泛。PC ACCESS是西門子推出的專用于S7-200 PLC的OPC Server(服務器)軟件,它向OPC客戶端提供數據信息,可以與任何標準的OPC Client(客戶端)通訊。

2  OPC技術概述
2.1  OPC定義
OPC(OLE  for Process Control)是一套以微軟COM,  DOOM (Distributed COM)技術為基礎,基于WINOOWs操作平臺,為工業應用程序之間提供高效的信息集成和交互功能的組件對象模型接口標準。OPC實際上是提供了一種規范,通過這種規范,系統能夠以服務器/客戶端標準方式從服務器獲取數據并將其傳遞給任何客戶應用程序。這樣,只要生產商開發一套遵循OPC規范的服務器與數據進行通信,其他任何客戶應用程序便能通過服務器訪問設備。

2.2  OPC基本結構
OPC技術的實現由兩部分組成,OPC服務器部分  及OPC客戶應用部分。OPC服務器是一個典型的現場數據源程序,它收集現場設備數據信息,通過標準的OPC接口傳送給OPC客戶端應用。OPC客戶應用是一個典型的數據接收程序,如人機界面軟件(HMI)、數據采集與處理軟件(SCADA)等。OPC客戶應用通過OPC標準接口與OPC服務器通信,獲取OPC服務器的各種信息。符合OPC標準的客戶應用可以訪問來自任何生產廠商的OPC服務器程序。

2.3  OPC對象
OPC數據存取規范規定的基本對象有三類:服務器(server)、組(group)和數據項(item) 。服務器對象包含服務器的所有信息,也是組對象的容器,一個服務器對應于一個OPC server,即一種設備的驅動程序。組對象除了包含它自身信息外,還負責管理數據項。每一個數據項代表到數據源的一個連接,但它沒有提供外部接口,客戶端程序無法對數據項直接進行操作,應用程序必須依靠數據項的容器組對象來對它進行操作。
3  IFIX與S7-200PLC的通信原理
實現IFIX與PLC的通信的過程即OPC服務器收集現場設備PLC的數據信息,并通過標準的OPC接口傳送給OPC客戶端IFIX應用。IFIX作為OPC客戶應用是一個典型的數據接收程序,OPC客戶應用通過OPC標準接口(OPC I/O驅動)與OPC服務器通信,獲取OPC服務器的各種信息。
軟件需求為S7-200 PC ACCESS V1.0 SP2、組態軟件IFIX、OPC I/O驅動、編程軟件STEP 7 MicroWIN V4.0 SP4(或者軟件的更高版本)。IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool需要在IFIX安裝完成后另行安裝。
具體過程為PC ACCESS作為OPC服務器根據設計要求采集S7-200PLC內的數據信息;IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool根據設計要求采集PC ACCESS內的數據,IFIX數據庫PDB讀取OPC OPC PowerTool采集上來的數據,IFIX完成了與S7-200PLC的通訊。

4.1  OPC服務器PC ACCESS和S7-200通信的實現
在PC ACCESS中引入所需要的PLC地址并進行命名。可以通過文件->輸入符號導入整個STEP 7 MicroWIN V4.0中設計的符號表,也可以通過添加新PLC、添加新項目逐條添加。在單獨添加新項目時符號名可以單獨定義,但為方便使用盡量與PLC中定義符號
一致。可以設置數據的可讀寫性。設置地址及相匹配的數據類型。圖3。所需要的數據添加完畢后可以通過在客戶機中增加項目來檢測數據通訊是否正常,若正常測試客戶機中數據會根據PLC中程序運行進行自動刷新。

4.2  IFIX與OPC服務器的數據交換實現
4.2.1  OPC PowerTool
啟動客戶端OPC PowerTool,添加服務器(server)、組(group)和數據項(item)。為方便使用,服務器、組和數據項名稱盡量簡單。添加服務器時選擇S7200.OPCServer類型服務器。添加數據項時,選擇Browse Server按鈕,即出現在PC ACCESS中所設計的各符號,選擇需要的逐條添加為各數據項,實現IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool對PC ACCESS的數據通訊。

4.2.2  IFIX數據庫PDB
通過OPC PowerTool完成數據采集后,IFIX即可應用所采集的數據。在IFIX數據庫管理器中設置各數據,選擇合適的數據類型,O/I配置使用OPC Client v7.30。I/O地址配置格式為:服務器名(PowerTool命名):組名:項目符號,

5  結束語
本文介紹了采用OPC方式作為第三方協議實現組態軟件與現場設備PLC之間的通信原理及實現方法。不僅IFIX,其它如WINCC、INTOUCH等組態軟件,都可以通過OPC技術與PLC實現通訊。工廠中主體設備中使用組態軟件較為廣泛,S7-200小型PLC作為單體設備靈活而分散,利用OPC技術可以很好的將兩者集中融合,便于單體設備的監控,具有較高的實用價值。經試驗,基于OPC技術的組態軟件與PLC通信正常,運行良好。