勞春萍

摘 要：介紹了倍福TwinCat軟PLC及OPC技術(shù)的理論知識(shí)，針對(duì)監(jiān)控組態(tài)軟件和軟PLC相互通訊的特點(diǎn)，詳細(xì)介紹力控組態(tài)軟件與TwinCat軟PLC通訊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：OPC 軟PLC 力控通訊

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（c）-0032-01

組態(tài)軟件具有組態(tài)方式靈活多樣，開(kāi)發(fā)界面環(huán)境友好，開(kāi)發(fā)周期短，花費(fèi)精力少，效率高的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面開(kāi)發(fā)中被廣泛采用。軟PLC[1]技術(shù)采用軟件技術(shù)將標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)轉(zhuǎn)換為功能齊全的PLC過(guò)程控制器，可實(shí)現(xiàn)與硬PLC相同功能，方便編寫(xiě)和調(diào)試控制程序。借用OPC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件與倍福TwinCat軟PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，達(dá)到控制對(duì)象虛擬模型與控制器軟PLC集成的目的。

1 TwinCat軟PLC的介紹

TwinCat軟PLC是Windows NT環(huán)境下的一種多任務(wù)運(yùn)行控制內(nèi)核的PLC軟件，集成計(jì)算機(jī)、傳統(tǒng)PLC模擬量和開(kāi)關(guān)量控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、PID控制及網(wǎng)絡(luò)通信等多種功能，指令集功能強(qiáng)大，操作可靠，掃描周期短，且提供可與各類網(wǎng)絡(luò)和I/O系統(tǒng)相連接的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。它支持所有的IEC1131-3編程語(yǔ)言[2]，可完成增量編譯、PLC模擬仿真、在線狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、程序映像，借助PC處理器的資源可快速地執(zhí)行命令。

2 OPC技術(shù)介紹

OPC技術(shù)[3]是在Microsoft公司的Distributed InterNet Application （DNA）構(gòu)架及Component Object Model（COM）技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)便于擴(kuò)展使用性而設(shè)計(jì)的。OPC技術(shù)規(guī)范是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口，這個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)性使得COM技術(shù)適用于制造自動(dòng)化及過(guò)程控制等許多工業(yè)領(lǐng)域。OPC應(yīng)用程序基于OLE/COM機(jī)制來(lái)作為通訊標(biāo)準(zhǔn)，OLE/COM機(jī)制采用的是客戶端/服務(wù)器模式，具有代碼可重用、語(yǔ)言無(wú)相關(guān)、容易集成等優(yōu)勢(shì)。

OPC標(biāo)準(zhǔn)接口[3]位于OPC Server和應(yīng)用程序兩者之間，OPC規(guī)范中提供兩套標(biāo)準(zhǔn)接口：Custom標(biāo)準(zhǔn)接口和OLE自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口。OLE自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口是基于OLE自動(dòng)化技術(shù)而進(jìn)行調(diào)用的，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中常被廣泛采用。OLE自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)接口定義三層接口[3]，依次以從屬關(guān)系呈現(xiàn)：OPC Server、OPC Group、 OPC Item。

2.1 力控組態(tài)軟件中的OPC技術(shù)

力控組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)支持OPC標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)力控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)作為OPC客戶端與OPC服務(wù)器通訊時(shí)，把OPC服務(wù)器程序當(dāng)作一個(gè)I/O連接設(shè)備，力控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的點(diǎn)參數(shù)通過(guò)I/O數(shù)據(jù)連接方式與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)力控控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為OPC服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器名為：PCAuto.OPCServer。

2.2 TwinCat軟PLC中的OPC技術(shù)

TwinCat軟PLC的OPC服務(wù)器提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，方便任何支持OPC通信協(xié)議的應(yīng)用軟件與軟PLC進(jìn)行連接。軟PLC的OPC服務(wù)器提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)（DA）、報(bào)警和事件（AE）以及XML-DA三種規(guī)范，其中數(shù)據(jù)訪問(wèn)（DA）規(guī)范是基于微軟的COM技術(shù)來(lái)為客戶端提供數(shù)據(jù)的[4]，當(dāng)TwinCat PLC作為OPC服務(wù)器，OPC客戶端采用數(shù)據(jù)訪問(wèn)（DA）規(guī)范來(lái)訪問(wèn)TwinCat OPC服務(wù)器。

3 力控組態(tài)軟件與TwinCat軟PLC的通訊實(shí)現(xiàn)

北京三維力控科技有限公司和德國(guó)倍福公司技術(shù)上相互支持，三維力控組態(tài)軟件中集成了倍福以太網(wǎng)接口控制器的通信驅(qū)動(dòng)程序，在三維力控組態(tài)軟件中安裝通信驅(qū)動(dòng)程序后，力控組態(tài)軟件與Beckhoff TwinCat軟PLC的數(shù)據(jù)通訊通過(guò)接口簡(jiǎn)單設(shè)置可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，具體設(shè)置步驟如下[5]。

（1）在力控I/O設(shè)備樹(shù)形菜單中先找到PLC，再在PLC隱藏列表中查找BECKHOFF

（德國(guó)倍福）。

（2）從BECKHOFF PLC中選用BC系列，在設(shè)備配置框里設(shè)置設(shè)備名稱、更新周期、超時(shí)時(shí)間、通信方式。

（3）設(shè)置冗余主機(jī)的AMSNetID和PORT。

同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中AMSNetID具有唯一性，所設(shè)的AMSNetID須與BECKHOFF TwinCat中Properties 所分配的 AMSNet 一致，這樣力控組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)才可以通過(guò)該標(biāo)識(shí)訪問(wèn)到OPC Sever。

（4）在力控中對(duì)參與數(shù)據(jù)交換的點(diǎn)進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)連接，先選擇連接I/O設(shè)備名稱，增加連接項(xiàng)，再設(shè)置參數(shù)類型、數(shù)據(jù)類型、地址偏移和位偏移。

通過(guò)以上設(shè)置即可將力控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的點(diǎn)參數(shù)和TwinCat PLC的變量鏈接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)力控組態(tài)軟件和TwinCat PLC之間的數(shù)據(jù)通信。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，利用OPC技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)力控組態(tài)軟件和倍福TwinCat軟PLC的數(shù)據(jù)交互，通訊及時(shí)可靠，設(shè)置簡(jiǎn)便，大批量數(shù)據(jù)快速完成交換，上、下位機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題得到很好解決，達(dá)到對(duì)象模型和控制器分離構(gòu)建后集成運(yùn)行的目的，對(duì)后續(xù)電梯、交通燈等典型邏輯控制系統(tǒng)的仿真研究有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 畢輝，程良鴻.關(guān)于軟PLC技術(shù)的研究及發(fā)展[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2006，19（6）：118-125.

[2] 彭銘.基于TWINCAT平臺(tái)的液位模糊控制系統(tǒng)研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2007.

[3] 田虎，楊承志.基于OPC技術(shù)的組態(tài)軟件與Matlab的數(shù)據(jù)通信及其仿真平研究[J].自動(dòng)化信息，2008（6）：42-45.

[4] http：//www.gongkong.com/webpage/product/200506/9-A1AE-5DA155AB72DB.htm.

[5] 北京三維科技股份有限公司.力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl應(yīng)用手冊(cè)[Z].北京：三維科技股份有限公司，2003.