工业控制网络应用系统集成的研究与开发

摘要

现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。经过近二十多年的发展，已经产生了上百种的现场总线技术，它们在工业控制应用系统中都有广泛的应用，但是由于它们彼此之间开放性比较差，各自有各自的标准，无法得到统一，给现场总线的应用推广带来了很大的障碍；近几年随着以太网技术的迅猛发展，市场上出现了好几种基于以太网的现场总线，但是这些现场总线仍然不能直接进行数据交互。 为了充分发挥各个现场总线的优势，合理地配置资源，达到系统的高度开放、高效，我们往往需要多种现场总线之间的数据通信，但是不同种类的现场总线具有不同的通信机制，使得基于以太网的多种现场总线之间的数据通信存在着极大的障碍，为此工业控制技术领域广泛采用OPC(OLE for Proeess Control)技术的OPCDX(以太网数据交换)标准来解决这一难题。OPC技术是一种基于COM/DCOM技术的、开放的、高效的软件接口工业标准。它的出现给多现场总线之间的数据通信集成带来了希望。 随着工业生产规模不断扩大，过程控制复杂程度也大大提高，迫切需要建立一种基于以太网的、集成多现场总线的高度集成的工业控制网络系统，以满足当代生产的需要。本课题基于当前社会对网络化、分布化和远程化的要求，以轮胎行业控制网络应用系统为研究对象，讨论了基于OPC技术的系统集成方案。论文中设计并完成了基于ControlNet见场总线的成型机控制系统和基于PrOfibus-DP见场总线的压出线控制系统，并在此基础上利用OPC技术完成了两系统的互联互通：通过对基于ControlNet、Profibus-DP现场总线的双系统的调试、制作，实现了底层数据通过ControlNet、Profibus-DP与以太网的交互，并给出了相关的上位机界面。在OPC技术中，OPC服务器的开发是一个难点，本文研究了基于COM/DCOM技术的OPC服务器的设计，并进行了相关调试。

目录

文摘

英文文摘

1综述

1.1工业控制系统介绍

1.2工业控制系统集成的现状及发展趋势

1.3轮胎工业控制系统的发展及前景

1.4课题来源

1.5课题的意义

1.6研究工作及本论文内容

1.7本章小结

2轮胎制造工业系统集成的总体设计

2.1轮胎制造工业系统集成的对象

2.2控制系统的集成方案

2.3本章小结

3基于ControlNet总线的成型机控制系统

3.1 ControlNet总线介绍

3.2成型机的控制与管理要求

3.3成型机控制系统的总体设计

3.4成型机控制系统的实现

3.5成型工艺及监控画面的实现

3.6本章小结

4基于Profibus-DP总线的压出线控制系统

4.1 Profibus-DP总线介绍

4.2压出线控制系统的控制与管理要求

4.3压出线控制系统的总体设计

4.4压出线控制系统的实现

4.5压出工艺及监控画面的实现

4.6本章小结

5 OPC技术实现双总线系统的集成

5.1 OPC客户端与OPC服务器通信原理

5.2双总线系统集成的实现

5.3本章小结

6基于网络组态软件的双系统远程监控实现

6.1远程监控层实现的必要性

6.2网络组态软件介绍

6.3基于MCGS网络组态软件的远程监控系统的设计

6.4上位机报警系统的设计

6.5本章小结

7基于COM/DCOM技术的OPC服务器设计

7.1OPC服务器开发的意义

7.2 OPC服务器对象的类型

7.3 OPC服务器对象接口定义

7.4利用ATL设计实现OPC服务器

7.5 OPC服务器与OPC客户端的通信测试

7.6本章小结

8调试分析与总结

8.1调试问题与分析

8.2总结与展望

9参考文献

10作者在读期间科研成果简介

11申明

12致谢