罗克韦尔Cont r ol Logi x 系统OPC通信应用及研究

蔺喜军，刘存海，让存宾

（酒钢（集团）宏兴钢铁股份有限责任公司，甘肃 嘉峪关735100）

1 引言

近年来，在自动化工业控制领域，OPC 通信[1]技术得到了长足的发展，在数据的通信、采集、冗余方面，在实时数据、历史数据的访问方面，在事件及其报警的处置方面，都得到了广泛的应用和实践。酒钢选烧厂选矿工序控制系统建立OPC 服务器/客户端通信，主体采用美国罗克韦尔公司的Control Logix 系列产品，各控制系统之间通过工业控制Control Net[2]网络实现PLC 处理器与其他系统处理器的数据通信，而上位计算机操作站组态画面RSView32 与Control Logix 处理器之间通过RSLinx 软件实现通信连接，控制系统以速度快、功能强、扩展灵活等优点，使现场数据采集、数据共享更好地发挥了优势，精确控制，实现了快速响应的监控效果。

2 OPC技术在工业控制现场的应用

OPC 是OLE for Process Control 的缩写，OPC 技术是用于制造业控制和过程自动化控制系统的一个工业标准，它包括一整套的数据接口、协议属性和配置方法的标准集合，在嵌入技术应用和对象链接等方面的应用较广。在酒钢选烧厂选矿工序控制系统中，OPC 的应用除了分布式控制系统外，还应用于服务器，由3 类对象组成，实现了服务器、组和数据项3 个层次的接口，过程数据读写等实现MES 系统的运行工作[3]。

OPC 技术通常采用客户/服务器模式，多以COM、OLE、DCOM 等技术手段，以面向对象的方式为工业控制自动化软件提供统一的工业标准。OPC 不仅支持对TCP/IP 等网络通信协议和远程调用方式，还利用面向对象的程序设计原则，将不同生产厂商、不同规格型号的智能化仪器仪表之间，通过工业

控制软件进行通信连接、过程组态实现过程数据交换，还可以通过控制系统软硬件的维护和升级，达到生产现场的过程自动化控制。如图1 酒钢选矿工序控制系统网络拓扑图所示。

图1 酒钢选矿工序控制系统网络拓扑图

酒钢选矿工序的工业控制网络以OPC 技术为依托，包括3 层网络结构，上位计算机操作站通过Ether Net/IP 网络实现共享及外部的通信连接，而PLC 处理器与处理器中间通过Control Net 控制网络进行通信连接，生产现场的阀门、电机、变频器等伺服及智能设备通过Device Net 设备网实现现场设备的运行控制。通过OPC 技术将原有的DDE 进行替代，可以实现除了高效的设备控制外，还进一步实现数据查询分析，过程数据读写，以及料流跟踪等，充分地体现了OPC 技术在应用过程中的稳定、快速和安全性能。

3 工业控制系统的设计思路及组态方法

酒钢选矿工序现场设备网络主要以分布式控制系统为主，各控制系统结构明晰简单，规模相对较小，开发和设备运维较为灵活，但由于生产的需要和管理的便捷，各系统之间采用设备网（Device Net）、控制网（Control Net）、以太网（Ether Net）3 层网络实现控制和数据传输，搭建组成大型的控制网络，可以实现和PCS 系统和MES 系统的信息集中统一共享，通过RSLinx通信软件和Kepsever OPC 的服务器接口，通过操作站RSView32 开发监控软将Control Logix 控制系统设备情况实时反映在上位计算机画面上，以满足现场设备的监控功能要求。

3.1 OPC服务器的功能和组成

OPC 服务器最主要的功能就是与上位计算机操作站进行数据的通信交换，包含了大量的通信通信数据交换和数据存贮读取。通过标准的OPC 接口，提供给需要的其他软件使用，OPC 程序的标准化，使得运用更方便，工作量减小，软件开发商只需开发面对服务器的程序而不用再开发硬件驱动程序，这是它最大的优点。

OPC 规范提供自动化和COM 接口2 套方案。由于OPC服务器自身就是一个可执行的程序，其内有一个数据缓冲区，以设定的速率同物理设备之间不断地进行数据交互，所以必须实现COM 接口，而自动化接口取决于实际需要。

OPC 服务器增强了处理异常报警（Alarm）和事件（Event）的处理机制，异常情况下通过报警、事件的处理接口得到通知，获得服务器的当前状态，反馈给OPC 客户[4]。

OPC 服务器由服务器（Server）、数据项（Item）、组（Group）3类对象构成，服务器（Server）是组对象的容器，拥有所有信息，组对象是客户组织数据提供的一种方法；数据项是通常是指向设备一个寄存器单元的服务器端对象。

3.2 OPC服务器的软、硬件配置

OPC 服务器需要对RSLinx 通信软件进行配置，同时需要对RSView32 上位组态软件进行组态开发及配置，计算机操作员站RSView32 OPC 客户端需要与作为OPC 远程服务器的工程师站PC RSview32 连接，实现点对点的标签值通信和图形共享数据标签，实现控制、数据采集、历史数据编制和查询等特定功能控制模块。如图2 RSLinx 和RSView32 中节点设置所示。

图2 RSLi nx 和RSVi ew32 中节点设置

3.3 OPC配置过程中，各层网络模块硬件配置注意事项

OPC 配置过程中对各层网络模块硬件配置注意事项包括：（1）以太网（Ether Net）在同一网域中的节点如PC、交换机、PLC 通信模块等必须独立分配各自的IP 地址；（2）控制网（Control Net） 网络中的每一个通信节点如1756-CN2R、1786-PCIC 卡等需要设置各自的节点地址；（3）设备网（Device Net）中生产现场变频器、伺服及智能设备必须设置各自唯一的节点地址，并且在1756-DNB 模块中配置相应的控制变量的输入输出字；（4）需要支持第三方通信的功能模块，需选择具有相应协议转换的接口模块并进行通信配置，便于现场仪器仪表的调节和数据交换等[5]。

4 结语

OPC 技术在酒钢选烧厂选矿工序控制系统的广泛应用，取得了预想的效果，达到了工业控制的要求，同时也印证了OPC技术作为一个工业标准统一接口，是一个具有很强的开放性、互操作性的交互式数据交换技术，使得控制系统进一步走向开放，给企业现代化工业控制带来新的思路，在企业的发展和壮大过程中，值得广泛推广也必将会体现更高的应用价值。