基于OPC技术的水电站通信系统研究与开发

摘要

OPC(OLE for Process Control)是对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用，为工业自动化软件的开发提供了统一的标准。水电站现场有众多的控制器与数字设备，这些设备可能来自不同的制造商，它们执行不同的通信标准，意味着需要编制大量关于通信方面的应用程序来实现与各种硬件设备的数据交换。为解决软硬件协议不统一这一呈几何级增长的软硬件数据通信问题，需要采用一种新的通信协议OPC-技术，目的就是为水电站现场设备或数据库中的大量数据源之间的通信提供统一的传输标准，使得系统集成更加方便。
　　 论文首先介绍OPC的核心技术COM(Component Object Modole)组件对象模型的基本组成和基本概念；着重讨论了OPC通信机制，其中包括逻辑对象模型包含的三类对象:OPCServer对象、OPCGroup对象和OPCltem，以及OPC的数据访问方法，这是实现OPC服务器同步、异步通信的基础。其次使用西门子SIMATICS7-200PLC的专用OPC服务器PC Access软件，按照OPC技术规范，完成了OPC服务器的配置；最后使用Visual Basic语言作为开发工具，设计开发出了OPC客户端监控软件框架，实现了对PLC调速器数据的实时监控，并完成了同步读、写等功能。
　　 通过以上分析及试验表明，在水电站中采用OPC通信技术能够简便地实现现地设备与上位计算机之间的通信及数据交换。因此，OPC通信技术可广泛应用于水电站计算机监控系统。

目录

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 水电站通信现状

1.3 采用OPC技术的目的

1.3.1 传统的数据访问方式

1.3.2 OPC的数据访问方式

1.4 论文主要研究内容

2 OPC技术

2.1 OPC简介

2.2 OLE

2.3 OPC技术的基础——COM

2.3.1 COM对象

2.3.2 COM接口

2.4 OPC通信机制

2.4.1 OPC服务器访问接口

2.4.2 OPC数据访问对象结构

2.4.3 OPC数据访问的方法

3 基于OPC的水电站通信系统总体设计

3.1 现场数据来源——PIC

3.1.1 PLC简介

3.1.2 PLC控制系统的结构

3.1.3 主流PLC简介

3.1.4 SIMATIC S7-200系列PLC简介

3.1.5 S7-200系列PLC编程软件简介

3.2 PC Access软件

3.2.1 PC Access支持的通信方式

3.2.2 PPI通信设置方法

4 OPC客户端的开发

4.1 硬件设备

4.1.1 上位机PC

4.1.2 S7-200PLC型号

4.1.3 硬件连接

4.1.4 PLC端口地址设置

4.2 上位机PC中的软件配置

4.3 OPC服务器配置

4.3.1 PLC程序下载

4.3.2 PC Access的设置

4.4 编写OPC客户端应用程序

4.4.1 安装OPC自动化接口服务

4.4.2 OPC客户端程序的设计方法

4.4.3 程序设计

5 PLC水轮机调速器通信试验

5.1 水轮机调速器实时监控界面

5.2 同步读

5.3 同步写

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献