王萌

【摘要】隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機的誕生與普及性運用為人們工作、學習以及生活帶來了極大的便利，而要想確保實現(xiàn)計算機性能的充分發(fā)揮，就需要針對當前計算機控制系統(tǒng)集成中所呈現(xiàn)出的問題進行完善解決，尤其是要針對現(xiàn)場設備通信協(xié)議不統(tǒng)一、設備兼容性與通信軟件移植性差的問題進行完善解決。本文就計算機控制系統(tǒng)中PC機與現(xiàn)場設備通信軟件的開發(fā)進行了研究，以此來搭建出相應的軟件結(jié)構(gòu)模式，實現(xiàn)對存在問題的有效解決。

【關(guān)鍵詞】計算機控制系統(tǒng) PC機 現(xiàn)場設備 通信軟件 開發(fā)

基于信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，為了進一步解決當前現(xiàn)場設備不斷更新?lián)Q代以及軟件開發(fā)技術(shù)不斷優(yōu)化升級所帶來的問題，就需要在實現(xiàn)現(xiàn)場通信軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，確保軟件具備良好的集成性。而針對計算機控制系統(tǒng)中PC機與現(xiàn)場通信軟件的開發(fā)進行研究，則能夠以統(tǒng)一通信接口的提供來確保計算機控制系統(tǒng)集成功能的有效實現(xiàn)，并提高現(xiàn)場通信軟件的性能，確保其具備良好的可拓展性與可維護性。

一、計算機控制系統(tǒng)與現(xiàn)場通信軟件概述

基于計算機控制系統(tǒng)下，OPC接口標準的制定促使OLE以及COM技術(shù)在工業(yè)過程控制中實現(xiàn)了完善運用，而Windows通信能力的不斷提升，使得數(shù)據(jù)交換與共享變得方便快捷，加上現(xiàn)場總線在設計中逐漸融入了數(shù)字化技術(shù)，并且具備著良好的開放性，進而在計算機過程控制中實現(xiàn)了廣泛運用。通過對三者的融入使得全新系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)隨之誕生，且系統(tǒng)的靈活性與開放性隨之提升。而現(xiàn)場通訊軟件的運用，則承擔著處理通信信息的功能，在處理多種現(xiàn)場設備信息的同時，需要將數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)化以實現(xiàn)統(tǒng)一，并以統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口的提供來促使信息被高度共享與充分利用。而在信息技術(shù)與通訊技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，現(xiàn)場設備的種類在不斷增加，因此所提供的現(xiàn)場通信信息不僅多且復雜，因此，這就需要實現(xiàn)對現(xiàn)場通信軟件的升級處理，以此來適應設備更新之需，并提高用戶體驗度、滿足用戶的實際使用之需。

二、計算機控制系統(tǒng)PC機與現(xiàn)場通信軟件的開發(fā)

2.1現(xiàn)場設備通信軟件的體系結(jié)構(gòu)

基于計算機控制系統(tǒng)中，集成工作實現(xiàn)的原理是需要將控制系統(tǒng)進行抽象設計，以搭建出相應的層次模型，具體而言為：第一，設備層。即將現(xiàn)場的通信設備，以網(wǎng)絡節(jié)點的方式與總線網(wǎng)絡進行連接，相應功能模塊的總線設備則實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制；第二，數(shù)據(jù)層。主要承擔著監(jiān)視與控制的功能。該層次主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場設備的有效協(xié)調(diào)，以較高的自動化控制與管理水平來滿足生產(chǎn)之需；第三，應用層。在接收數(shù)據(jù)后進行分析整理，實現(xiàn)信息的集成并與網(wǎng)絡連接，以此來確保管理決策等功能的發(fā)揮?；谕ㄐ跑浖拢枰_保設備層與數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)層與應用層間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的通信，進而才能夠在實現(xiàn)對現(xiàn)場設備監(jiān)管控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對信息的高效采集分析與處理。在實際開發(fā)的過程中，需要確保現(xiàn)場通信軟件具備良好的開放性與通用性功能，結(jié)合實際進行設計，以簡化軟件構(gòu)造；同時，要實現(xiàn)軟件功能模塊的搭建，在此基礎(chǔ)上，對功能模塊進行分解，形成相互獨立的可復用通信控件，且提供統(tǒng)一的接口。

2.2現(xiàn)場總線與OPC技術(shù)

第一，在FF現(xiàn)場總線的層次結(jié)構(gòu)上，基于FF標準下，主要分為物理層、鏈路層以及應用層，在OSI標準的基礎(chǔ)上，增加了用戶層，以此形成了FF體系結(jié)構(gòu)。第二，在OPC技術(shù)上，借助OLE/COM技術(shù)，使用的是客戶/服務器的結(jié)構(gòu)形式，其中，OPC邏輯對象模型總共有如下三類：一是OPC服務器對象、二是OPC組對象、三是OPC項目對象，而各類對象有著相應的系列接口。

2.3計算機控制系統(tǒng)PC機與現(xiàn)場設備通訊軟件的層次結(jié)構(gòu)設計

第一，通訊軟件的核心功能。要在實現(xiàn)對現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)進行采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備通信過程的協(xié)調(diào)處理，并實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的監(jiān)管，同時，實現(xiàn)對設備通信斜體的轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整理與打包。第二，各層次的功能。在物理層上，主要承擔著接入端口設置以及通信命令接收與發(fā)送的功能；在鏈路層上，承擔著鏈路層協(xié)議處理之功能，進而確保實現(xiàn)無差錯數(shù)據(jù)的傳輸、共享，并實現(xiàn)對通信介質(zhì)使用權(quán)分配問題的解決；在應用層上，需要提供過程監(jiān)控與程序訪問的接口，并提供設備通信的服務與控制機制，同時實現(xiàn)對系統(tǒng)的維護與管理。

總結(jié)：綜上，本文就計算機控制系統(tǒng)PC機與現(xiàn)場設備通信軟件的設計問題展開了研究與探討，通過對現(xiàn)場設備通信軟件的體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場總線與OPC技術(shù)的分析，搭建了相應軟件的體系結(jié)構(gòu)，為滿足當前現(xiàn)場設備不斷更新之需并實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)集成功能的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。