基于OPC组态王与CAN总线的数据通信

1、基于OPC组态王与CAN总线的数据通信2005年第5期一煤矿机械文章编号:100302基于0PC组态王与CAN总线的数据通信?67?史丽红(中国矿业大学,江苏徐州221008)摘要:介绍了OPC技术的使用背景及应用现状,并结合煤矿井下瓦斯监测监控系统的应用在实际运行中实现了对数据的实时读写,提高了控制系统的通信效率和控制可靠性.关键词:ZLGOPCSERVER;组态王;CANRS一232中图号:TP39文献标识码:A1引言在工业应用实例中,上层的监控组态软件与下层现场工业设备之间,各种不同的监控组态软件之间,甚至不同通讯协议的工业设备之间的数据交互是系统运行的核心.如何使软,硬件开发商专注于系

2、统功能的开发,而不被复杂的数据接口问题所困扰是亟待解决的问题.为解决这些问题,最正确的方(动态数据交换)即是这样一个标准,进程间可以用它进行数据通讯.但是,DDE的缺点也很明显,它的鲁棒性比拟差,不支持网络.因此,DDE应用范围非常有限.在这种背景下,产生了OPC技术.2OPC简介OPC是微软公司的对象连接和嵌入技术在过程控制方面的应用,是为工业自动化软件面向对象的工控软件,以标准规定的统一接口通过效劳器存取现场数据,当现场设备发生变化或系统中参加新设备时,由于效劳器所提供的接口的一致性,工控软件不作更改即可继续使用,从而大大减小了软件维护的工作量,另一方面,工控软件的升级不依赖于效劳器.可以

3、独立进行.OPC效劳器的组成包括:(1)效劳器对象(Servel"):拥有效劳器的所有信息,也是组对象(Group)的容器.一个效劳器对应于一个OPCServer,即一种设备的驱动程序.启动效劳器,可以获得其他对象和效劳的起始类,并用于返回OPCGroup类对象.(2)组对象(Group):拥有本组的所有信息,包容并逻辑据的一种方法,组是应用程序组织数据的一个单位.客户可对其进行读写,还可设置客户端的数据更新速率.它完成了组的管理,同步与异步读写的管理,并与Item对象结合起来,完成对数据项的同步和异步读写功能.(3)数据项(Item):存储具体Item的定义,数据值,状态值等信息.

4、在应用中,Item对象对应着实际的数据项是在效劳器端定义的对象,通常指向设备的一个存放器单元,OPC客户对设备存放序作为OPC接口中的Client方,硬件驱动程序作为序都可以接假设干个OPCServer,每一个硬件驱动程序可以为假设干个应用程序提供数据.3系统介绍煤矿井下监测监控系统中,为了对生产过程中的设备,仪表进行实时监测,需要将各种被测物理量的参数及状态转换成数字信号,选择了用CAN总线总线与上位机直接相连,本监控系统是采用CANRS232智能转换接口进行上,下位机间的数据通信.系统使用了周立功公司的CANRS232接口和ZIGOPCSERVER来实现上位机中组态王与下位机的数据交换.如

5、图1所示.图1OPCCLIENTISERVER关系围0PCSERVER只需在OPC效劳器中定义通讯的物理参数和需要采集的下位机变量,然后在组态王中定义组态态王即可与OPC效劳器建立连接,自动完成和OPG效劳器之间的数据交换.4OPC效劳器与客户端的连接方法首先.在组态王下建立OPC效劳器,分以下几个步骤:(1)建立OPC设备在组态王工程浏览器的"设备"工程中选中"OPC效劳器",双击工程浏览器右侧的"新建",组态王开始自动搜索在计算机系统中已经安装的所有OPC效劳器,然后弹出"查看史丽红2005年第5期000'._.

6、_000._-_-_-_-_-_-一一一'器,单击"确定"按钮,即将组态王与OPC效劳器挂接上了.(2)OPC效劳器与组态王数据词典的连接在组态王工程浏览器中选中数据词典,双击右侧新建图标,变量名为INCANDate,I/O字符串类型变量.在连接设备处选择ZLGCANOPCSERVER,存放器下拉菜单中选择ZLGCANINCANDate数据类型为建立变量OUTCANDate,类型与INCANDate类似,存放器为ZLGCANOUTCANDate,读写属性为典的连接.对OPC效劳器进行设置,步骤为:(1)在第1次启动时,首先往效劳器内添加ZL.GCANCANRS一23

7、2接口卡,选择菜单栏中的"设备操作"一>"添加新设备"一>"ZLGCAN"来添加新设备,其中232波特率为连接波特率,即为串口波特率,本系统为4800,CAN波特率为所运行的CAN波特率本系统为1000Kbps.点击"增加"按钮,那么添加完新设备后,启动效劳器,接下来就可以启动设备了.(2)设置系统参数必须在效劳器已经关闭效劳的状态下进行,选择菜单"参数设置"一>"设置系统参数",此时弹出设置系统参数对话框,在"数据存储模式

8、"中选择效劳器和客户端的数据存储模式,本系统选择字符串存储.在此模式下,对于每个设备的每路CAN,都有2个数据项,它们的名称分别为InCANData和OutCANData.对于数据项InCANDa.ta,效劳器把从CAN网络接收到的数据组合成为一个字符串存放到此数据项中,客户端只能读取它的数据;而对于数据项OutCANData,客户端把要发送的数据写入到此数据项中,效劳器再把此数据项中的数据转换为CAN帧数据提取出来发送到CAN网络,客户端不能读取此数据项的数据.在"数据读取模式"选项中选择从缓冲区间间接读取数据的模式,这是组态王支持的模式,根据上位机的采集频率,

9、缓冲区的刷新周期设为1000Ills.在此模式下,效劳器每隔1000Ills刷新缓冲区内的数据,当客户端发出读取数据请求时,效劳器把当前存放在缓冲区中的数据发送给客户端.(3)设备运行信息必须等到设备启动后才能查看,在设备树的指定设备项上右击,在弹出的菜单中CAN总线的传输速率一致,通过计算,在存放器6中写入FFH,存放器7中写入FFH,实现CANRS232接口卡与CAN总线的波特率一致.通过上述设置,上位机与CAN总线的数据通信CANRS一232进行接口转换,由OPCSERVER将收到的帧数据转换成字符串形式,再通过组态王里的程序设计对其进行解析,转换成上位机所需的各种数据,同时存人相应的数

10、据库,实现了对数据的实时写入.当上位机向下位机发送指令时,在组态王中通过命令语言程序将指令转换成长度为30字节的字符串,OPCSERVER将字符串转换成CAN帧格式向下发送.5结语该系统的开发应用说明,利用OPC可以提高监控系统的数据通信效率,基于OPC技术开发的监控组态程序目前运行情况良好,表达出了实时性及稳定性好的特点.参考文献:1邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计M.北京:北京航空航天大学出版社,1995.2阳宪惠.现场总线技术及其应用M.北京:清华大学出版社,1999.手册z,2001.4阳宪惠.工业数据通信与控制网络M.北京:清华大学出版社,2o0Z.5顾洪军.工业企业网与现场总线

11、技术及应用M.北京:人民邮电出版社.2002.作者简介:史丽红(1981一),女,山东曲阜人,江苏徐州中国矿mail:ankelsina.corn.DateExchangeBetweenKingviewandCANBusBased0n0PCSHILihong(ChinaUniversityofMiningandTechnology.Xuzhou221008.China)ap,licationoftheundergroundmethaBeoverseeingcontrolsystem,italsointroducesthefunctionofdatacommunicationactually.ZLGOPCSERV