基于OPC技术工业现场总线系统集成研究

摘要

现场总线控制系统(FCS)凭借其开放性，分散性和可互操作性等特点，正成为新型工业控制系统的发展方向，但由于支持各种现场总线技术的各集团间的自身利益考虑的原因，多种现场总线协议标准共存是不争的客观事实。随着FCS系统在工业企业中的广泛应用，对多种不同协议标准的现场总线之间实现相互信息交换已成为广大工业企业急需解决的问题，因此研究解决不同现场总线系统的集成具有重要的工程实际意义。本文主要研究了OPC技术在现场总线控制系统中的应用，通过研究COM原理和OPC技术规范，开发了OPC DA服务器和客户端，实现了基于OPC技术的异构现场总线系统的集成。 本文首先论述了现场总线的技术特点，现场总线控制系统的发展现状和趋势，阐述了几种不同的总线系统集成方案，包括传统的DCS与FCS，不同的FCS之间以及FCS与信息网络之间的集成。然后本论文详细叙述了OPC技术的基础—COM/DCOM原理和OPC DA的技术规范。在此基础上本文开发了一个OPC服务器和一个OPC客户端并进行了各自的测试。最后本论文通过一个实验一采用OPC技术实现了DeviceNet，ControlNet和Profibus-DP总线系统的集成，验证了OPC技术的实用性和有效性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1现场总线简介

1.1.1现场总线的产生背景

1.1.2现场总线的定义

1.1.3现场总线的特点

1.1.4现场总线的发展现状

1.1.5现场总线的发展趋势

1.2论文工作介绍

1.3本章小结

第二章几种网络集成技术介绍

2.1 DCS网络与现场总线控制网络的集成

2.2现场总线控制系统网络之间的集成

2.3控制网络和信息网络的集成

2.4本章小结

第三章COM基础

3.1 COM对象

3.2 COM接口

3.3 COM特性

3.3.1语言无关性

3.3.2进程透明性

3.3.3可重用性

3.4 COM中的通信机制

3.4.1 COM中的双向通信机制

3.4.2可连接对象的双向通信机制

3.5 DCOM技术

3.6本章小结

第四章OPC技术规范

4.1 OPC概述

4.2 OPC技术基础

4.2.1 OPC报警与事件处理规范(OPC AE)

4.2.2 OPC历史数据访问规范(OPC HDA)

4.2.3 OPC批量过程规范

4.2.4 OPC安全性规范

4.3 OPC数据访问(DA)规范概述

4.3.1 OPC客户程序和OPC服务器

4.3.2 OPC接口体系

4.3.3 OPC技术的应用

4.3.4 OPC的数据传输机制

4.3.5 OPC对象接口定义

4.4本章小结

第五章OPC数据访问(DA)服务器的开发及测试

5.1 OPC DA服务器的基本结构

5.2动态库(GKOPCServer.dll)的设计

5.3 OPC DA服务器开发步骤

5.4 OPC服务器的测试

5.5本章小结

第六章OPC客户端的开发及测试

6.1 OPC服务器和包装DLL

6.2服务器句柄

6.3 OPC的对象

6.3.1 OPC服务器对象

6.3.2 OPC组集合对象

6.3.3 OPC组对象

6.3.4 OPC标签集合对象

6.3.5 OPC标签对象

6.4 OPC客户端的编写

6.4.1设置OPC包装DLL

6.4.2 OPC客户端编写流程

6.5 OPC客户端的测试

6.6本章小结

第七章OPC技术在异构现场总线系统中的应用

7.1系统概述

7.2系统组态步骤

7.2.1 DeviceNet，ControlNet系统组态

7.2.2 Profibus-DP系统组态

7.2.3 OPC组态

7.3本章小结

第八章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与项目及发表论文

致谢