工业控制网络中opc软网关的研究与应用

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1、中文摘要在工业控制领域中，随着系统要求的提升，控制系统的规模不断的扩大，结构也越来越复杂。为了保证控制系统中各种设备发挥充分的作用以实现控制系统整体的协调有效运行，系统集成越来越被人们所接受和重视。控制网络是系统集成工作成功的关键，通过控制网络，将多个分散在生产现场具有通信能力的各种测量控制装置作为网络节点，采用公开和规范的通信协议实现控制系统中各部分之间的信息共享和通信，以使其整合为统一的整体，进而完成系统的特定功能。然而，无论是竞争激烈的现场总线技术，还是标准多样的工业以太网技术，其在发挥各自优势的同时，都暴露出了开

2、放和互操作方面的局限性，为系统集成的工作带来了很大的难度。OPC规范基于c叫／DC伽分布式组件技术，其开放、透明、灵活的特性为自动化领域提供了一种标准的接口规范，为上述工业控制网络系统集成中所存在的问题提供了一种可行的解决方案。本课题在对于OPC规范体系进行研究的基础上，采用OPC数据访问规范对于各种工业以太网应用层协议进行封装，提出了一种工业以太网互操作的有效方法。进一步针对具有良好开放性的Modbus／TCP协议，开发实现了Modbus／TCPOPC软网关，并在开发过程中采用模块化设计的方法，将OPC接口逻辑层和硬件

3、驱动逻辑层进行模块实现，为其它类型的OPC软网关的开发提供了一种通用性方法。最后，结合某实际楼宇系统集成项目，采用上述模块化设计方法开发了各具体子系统的OPC软网关，现已投入工程使用，取得了满意的效果。在验证设计方法有效性和模块复用性的同时，也对于OPC软网关在系统集成中的工程应用做了进一步的研究和探讨。关键词：工业控制网络，OPC软网关开发，Modbus／TCP，模块化设计，工业以太网互操作，楼宇系统集成ABSTRACTWiththerequirementenhancingofsystem，thescalehasbee

4、nexpandingandtheconfigurationhasbeenmogeandmorecomplexinthefieldofindustrialcontr01．Thesystemintegrationhasbeenacceptedandfocusedontoguaranteetheeffectiveworkofwholesystem．Thecontrolnetworkisthekeypoimofsuccessfulsystemintegration．Itintegratescontrolequipmentsdis

5、tributedineverycomeroffieldsintoonewholetoachievethefunctionofsystembyopenandnormativecommunicationprotoc01．However,thevariouskindsoffieldbusandindustrialEthemethaveproblemsofopennessandinteroperability,whichreallyincreasedifficultyofcontrolsystemintegration．OPC(

6、OLEforProcessContr01)specification,whichisbasedonthedistributedcomponentobjectmodeltechnology(COM／DCOM)，providesthecharacteristicofopenandflexible，andcouldsolvetheproblemsmentionedaboveinsystemintegration．AfterstudyingtheOPCspecificationsystem,thepaperpresentsame

7、thodtoachieveinteroperabilityofindustrialEthemetandmakeintegrationmoreeffectivebyapplyingOPC—DAintheapplicationlayerprotocolofeachstandard．Inaddition,thepaperimplementsanOPC··DAsoftware—gatewaybasedontheopenindustrialEthemetstandardModbus／TCP,andwhichismoreimport

8、ant,theSa／'Verdevelopingprocessusedamodularizationdesignmethod，separatingittoseveralpartsincludingOPCinterfacemodule，hardwaredrivemodule，HMImodule．Themodulariz