基于OPC技术的工业监控系统研究与软件集成设计

摘要

随着计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的迅速发展，对工业监控软件的功能提出了新的要求。工业监控软件在数据采集、分析、处理的基础上，将先进控制技术应用到生产过程，优化生产，并产生实际的经济效益。因此，设计和开发先进的工业监控软件是非常迫切和必须的。在实际的过程控制系统中，应用先进的软件技术可以良好地控制过程回路，提高生产效率和控制系统品质。本文在研究组件技术GOM的基础上引入过程控制领域出现的新标准OPC(OLEforProcessControl)和计算功能强大的Matlab来解决工业控制中存在的一些实际问题。OPC规范的产生是为了解决应用软件与各种设备驱动程序之间的通讯异构问题，而Matlab的引入是为更加有效快捷的实现先进控制算法。 一方面，本文基于OPC数据访问规范仔细研究了工业设备与应用程序之间的数据交换过程，并且利用OPC名称空间特性，结合COM和动态绑定技术，提出了设备动态互联解决方案，使得监控应用程序与设备之间的数据通信推迟到系统运行时互联，有效的解决了应用程序在开发期间绑定设备驱动程序的被动局面，这样使控制过程的设备利用率提高，减少了由于设备的更换和故障而导致监控应用程序的维护成本提高。 另一方面，众多组态软件的出现，极大的缓解了工业监控应用开发过程，有效地提高了开发效率，而这些组态软件的重心是在解决设备驱动程序的集成问题，几乎不支持先进控制算法的应用，使得系统控制品质得不到更好的提高。本文利用Matlab的模糊控制工具箱，设计并实现了模糊自适应PID智能控制算法，利用COM技术封装该算法，然后使用系统集成的思想，使监控应用程序与Matlab控制算法之间实现无缝集成并进行数据交换，成功的脱离了Matlab安装环境实现实时控制。 总之，OPC技术的应用范围非常广泛，它作为一种具有开放性、互操作性的数据交换技术，给工业控制软硬件的发展带来了巨大的影响。而利用系统集成的思想，有效的利用高级算法开发工具可以快速高效的实现先进的控制技术，给工业控制带来新的思路。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章OPC技术应用概况

第三章基于OPC的智能过程控制系统研究与设计

第四章智能过程控制系统OPC中间件设计与实现

第五章智能过程控制系统控制算法设计与实现

结论

参考文献

附录A BCB接收器源程序(论文34页)

附录B模糊自适应PID源程序(论文53页)

附录C OPC的安装

攻读学位期间的科研成果及发表论文

致谢