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随着科技的发展,工业自动控制系统中硬件的运算速度越来越快,软件的功能日益强大,其性能已经开始逐步过剩,而通信网络的封闭和独立成为了阻碍工业自动控制系统性能提升的主要桎梏。传统的DCS和现今的现场总线技术都不能满足工业自动控制系统网络化的需求。
以太网技术在IT领域的广泛应用为其积累了大量的软硬件资源。随着科技的不断发展,以太网被逐步地应用到了工业控制网络中,它以高带宽,低成本和丰富的资源的特点得到设备商的大力支持。在实际应用中,OPC规范以以太网为基础,在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”,只要遵循这套规则,数据交互对两者来说都是透明的,硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议,软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。利用OPC规范,可以快捷地实现异构网络的同构化。
设备供应商为其产品提供相应的OPC服务器以取代传统的定制驱动,数据的采集通过OPC客户端来实现。当系统中存在多种不同的工控网络或者设备时,可能出现在一台监控计算机上安装多个OPC服务器的情况,这不利于系统稳定和网络的通畅。
本文讨论了工业自动控制系统中通信网络的发展,分析了现行工业通信网络中的问题,得出了多种网络协议间的相互封闭是阻碍工业自动控制系统性能提升的结论,提出了利用OPC规范解决网络互联的方法,设计了一种开放式的OPC服务器,在一个OPC服务器中以插件的形式集成了多种驱动,并可根据需要再对其进行二次开发,以实现对更多设备和网络的支持,以提高异构网络中系统的稳定和通信效率。本文的摒弃了OPC服务器开发套件的开发方式,使用ATL构建了基于COM规范的OPC服务器,符合OPC DA3.0规范,设计了驱动和服务器本体之间的接口,并集成了Modbus RTU/ASCII、Modbus TCP/IP协议和用于西门子S7300/400系列PLC的以太网CP通信模块的驱动。