基于opc规范的智能化系统集成方案设计

1、控制系统顾1论文得到相关企业家品评i基于opc标准的智能化系统集成方案设计the design of intelligentized system integration based on opc specification(上御第二工业大学)章文斌 朱 刚zhang,wenbin zhu.gang的共享。图i皆能小ik系统功能图技 术 创 浙 ：01042132436,62192616 g7f)中国自控m:fr曙抽*期新前如应用：2。01例» journal electronic publishing house. al#l曲&却黑dtt局st侧另单12。- - 3 -摘妾

2、：智能小区始数字化、网络化和侑息化结合的产物。成统 集展过程中却存在制严箪障碍.叩各系统之何理以实现开放 的、无旋隙的联opc延与厂商无关的软件数据交换标冷接 口和规样.为够决这一何战提供了先进的技术手段。美fit字：opc ；代依小区：工业以太m； ixmworks 中图分类号:tp273文献标识四：a文 站编-j : hmw-0570c 2005 24-0003-02a infract: small intrlligrnl rr>ii(imtial quurtrr* 标 <nilc<>nir of inlrgraling digilal nrlv>oik ui

3、ki infciriiialion. bui i livre is an o!»- stiwlion in ihi* piwcs of ymrniz s inh'gration. il is clifticuh l<> gel an open and suamlem cunnwlionrachinn. opc bk a wlwaix* dula interchange mtandaixl inlrrfacc un«l pccigcalion. which has im>thiiig to clo with the* nuinulic*liin*r.

4、 4in<l providrs the a<lvaim*cd icchemlogy to moivc this ixhir. keyword:opc specification: small intelligent residential qiiurtrr: industriiil ethernet: ix)nworkx1前言料施小区炬融ktwei(computcr) 通讯ii动化(communication aulom&hon)、自动控制(control automation)! ic (intelligent caid技术为 体是数字化、叫络化和仁u化l.含的j 刊径小

5、x的根本即成包拈 n曲控制系统、通信n动化系统和办 公n动化系统.二假设通过综合布线和计算机剧格仃机槊成“伊寮 统集成过程中叩存在新产项:障砸,即各了系统之间艰以实现升 放的无绽隔的联接opc ( ole for pmcg conlml)作为一种新 的软件数据交换标准接m相规程.提供了小区内各子系统退行 数据交换的迪用和标准的迪信接i.不仅能够实现各个子系统 之何的互联性和互操作性.而h实现了在一个统一的集成管理 平台上进行控制和管理.为进-步实现智能小区体化集成爻 定了艮好的根底。2智能小区管理系统的集成目标住宅小区智能化是利川现代4c技术.通过有效的传输网 络，将多元信息限务与管理、物业曾

6、理。安防、住宅智能化系统 集成，为小区的效劳勺计理提供高技术的料能化段，以期实现 快徒而效的mik务项甘理。料能小区在劝德上包含楼宇设备门动化系统(bas).办公门 动化系统(oas)和通讯fl动化系统(cas)： r功能如图1所示“智能小区的系统集成的ii标包含两个层次。f -体化的 佶恩系统槊成，二毋统一的小区管理系统集成在修理信息的层而，系统染成的对象是楼宇设备n动化、办 公自动化in通讯自动化各只统产q的伯'2. «(把这些侑息 到一个一体化的系统平台上.将除来彼此分电的冬系统整合在 一个统协调的系统中,实现小区内各种信恩 为源和管理效劳 设文域:程帅l诲巾教委科研基

7、金资助1181:1( 2005)在小x实时代理勺投制层而，系统柴成的对象是楼宇fl控 系统(bas>、嫁台安保系统(sas)、火灾报警系统(fas)、tv能卡综 1应川系统实现小区内作j'系统的联动控制.到达诃鼠平安、 最优控制的目的。当前.在我国住宅小区智能化的进程中.相当故仙的住宅小区花了大说的投资,却没仃成为女土的智能化各余统孤壬送 行,系统之间无法到达垣连i/jffi;信恩分敝不观范.遣以共么: 不少系统的瞬作处半门动队乍动的状态，更无法对系统进 行升级、扩充成进j步的系统开发u因此，御慌化系统的集成是 勺前迫切需要倒决的课题3工业以太网和()pc技术标准当以太网用hfj

8、息技术时.应用层包括h1tp、fnsnmp 等常川协议但汽它用ft.业控制时.表达企应用层的是实时通 佰、用f系统ifi态的对貌以及程模型的应川协议h丽还没仃 统-的应用层协议.但受到广泛支持并2经开发出相应产品的 rockwell automation 和 odva 开发的 ethernet/ ip j"f 开发的 use 以及 schneider electric 开发的 modbustcp 0工业以太网技术的发腰捉商了n动化系统的性能和开放和 攻,允许不同的应用层协在 套网结硬件上0恒是不司机构推出的业以太网协议采用了不同的应用层协议.相互之 何无法f接沟通.cpc是建立在微软

9、的()1职即现在的activex) .com *7 dcom技术根底t.lh opc基金会姐织制定的用过 程控制和制造业自动化中成用软件开发的奸i包括接ii、方法 和bht的标准 该标准将捉命过程控制应用程序,现场设备以及 i荀业成用软n的奸操作性.实现不同厂家的设备和软件包无缱 连接。opc姑金会2001年公布opc dx (以太网数据交换)。opc dx提供了在以am i jk务到效劳蓦凹凡操作的敬据通信方 法,仗系统何可用相同的标准交换数据而不必担忧不同协议问 的转换何趣.这样个opc sever就能直接与另一个opc sever 白接相连，使住目在不呵体系的现场以线疗制器上的效劳器数据

10、可以仃接交换.从而成为统的基j.命速以太网的软件接口 技术。opc dx井不抻代各个现场总线的作用，只是止集成在 个系统中的多仲现场总线仪表可以相互交楔数据从而实现互 操作。如图2所示，图2 opc dx为以太纳上便用不同通讯协议的现场总线 系统提供垢操作性在实际应用中opc dx通过捉供个适 珏1.厂和过程自动 化的应用软件的api,使用rhwnh/lp或omiccnet协议的罗克 韦尔自动化plc，能和使profinci或ptafibus协议的西门了 1>1（、交拼数据4、基于opc翅范的智能化系统集成方技 术 创 新案设计城山信必化、数字化的发:战.初龙小区j展为数字化城山的 信月

11、站点。智能小区僖恩集成应用模型的设订ii标应基于小区 内部i灼intraiu't. i（b过browmzsei-vcr技术,实js彪个1*4结的信以 交h和信息共矢"要实现此目标，必须实现控制网与信息网的纵 向集成，即控制网与tcimp的以太网臬成 由各广系统（仝调、 泊协、防火等）及各现场设备通讯协议的多样化，纵向集成必须 开发网美实现协议的转换和统-,加大了系统正成技术的以杂 性和本钱的提高。工业以太网使用tcb4p协议作为个统一的 协议.各系统及各现场设备直接接到以太四上以简化系统集 成的技术难度.降低成木.使控制信号六接由以太网传输在科能小区系统集成进和中常会出现家公

12、可产品不能够 满足所有监测和控制点的箭要，那么带选择多家公司的产品o由f 备公司可能选择不同的现场总线系统，而t业以太网协议采用 了不同的应用层协议.a公司,拌odva的elhcmcl/ ip.而b 公诃选抒ff的ii济：这样系统集成存在 个严危的制约因素.叩各系统之间难以实现开放的、无持隙的联宓:楼宇设备自动 化系统、消防报警控制系统、安保寮统、出入控制系统jc e系统以及乍库皆御叛统之间没仃统的佑息m联m准和接层协议的以太网上所连接的器件和控割器之间.实现操作 的数据交换（）pc dx标准以软网关的形式使得不同j家生产 的、支持不同应用层标准的工业以太m产品企同 个系统中兼 容.实现互操作

13、:从而从应用角度上统-了 k神互不兼容的工业以太啊）协议.给用广捉供了广泛的通歼空何.也使得各个生产j 家在牛产产m时仃标准可遇循，降低了生产和开发本钱，增大了 世鬲市场占仃率的可能性.括于opc dx的小区智能系统分成:个层次:管理层冲尸层、opc效劳层和各j'系统现场总线层, h系统机图如图3所示.管胃件序<网络驱动器图4 opc dx效劳器在系统中的应用模式美国echelon公司推出的lomwork%是,种低本钱、i®性能 的现场总线例络 顷zs如将共肖分布式控制和通信网络功能 的neuron芯片作为构成看能测控尔元的核心.采用iswosi模 型的全部七层协议.各

14、科能测控伯元通过络通信介成互连.形 成种全分布我、只有月操作性的jq域测捽网络.特别适用于村 能小区实现监控和管理基于lonworics的智能小区染成系统中（）pc dx眼务器作 为集成系统的中何层.将监控信号按照统的标准与慌理庞的 软件无缝连接起来，并h把硬件和应用软件有效地别离开.将u）nwo!l«中的州能四络造配器安装在监控il耸机中.它 通过双绞线。现场节点相连，耸页。h.点进行数据的交换。 （）1 dx jlli务器程序通过调用皎件驱动程导访网刊能网络透ft! 器中的双口 ran,应用程序那么通过opc接口与opc d i效劳器 进仃数据交11 .间接获取现场信息由于opc

15、技术基于dcom技术,所以有效地支持了网籍i： 分布式应用群序之何的通信这样可将监控计算机通过以太网 与北它计算机纽成同城网,分布在其它计算机中的客户程序可以 与监控计算机opc dx bk务器进行迎佗实现现场信息的共享. 这无疑促进j,智能小区各系统集成和融令成应用模式如图4所 示。智能小区各系统通过oix： dx效劳器.实现不同现场设备 的数据交换。整个小区智能系统统一在一个平台上监控和管理， 从而我正实现了小区钾随化条统集成的尼活配置和多系统曾理5小结徊能小x的系统集成不是小区中各个系统的简单堆枳，而 蛙各个系统劝能的石机柴成.这种有机集成的美键地如何设计 和构也 本文将opc技术应用于

16、智能小x的设计，实现了 个 开放的、灵活的、适合于未来设计模式。参考癸献|1101 笔 fouixulion. opc men icw |s|. mion 1.0. 1998.作者简介：中文斌，男，1956年土，汉晚工程师，工学学士学位， 匚业自动化。业,从15 1作.i bj研究方向为门动控.author brief inti*oducti(>n：zhaiig.wrnbin. male. ih>ii> in 1956. the ilan nationality. engineer, luchdor* 犬 degree of lhe cngjiwct- ing. in<!u%trial aiilomahon spts*iahy. engaged in teaching and jtcirn- tific rv»*carch» main r<*m*arch <lirccti<»n (<>r autonuitically control, computer network and intr