COM和OPC技术在工业组态软件中的应用

【摘要】：当前，计算机应用的发展变化日新月异，而且规模愈来愈大、功能愈 来愈强、复杂性愈来愈高。摆在应用工作者面前的主要问题是，如何建立 应用程序系统，才能有效地适应不断变化的需求？如何设计应用程序，才 能较好地满足程序的重用及互操作性？如何保证在网络环境下，不同的应 用程序配置，而不影响系统以及系统的集成和开放性等，使设计者有较大 的自由来选择平台和各种软件。这些问题妥善地解决，必然导致软件的设 计思想、方法和实施技术上有较大改变和突破。而工控组态软件作为计算 机软件的一个重要分支，也必须随着计算机软件发展而发展。因此，工控 组态软件应向什么方向发展、如何发展，成为组态软件设计者最为关心的 问题。 第一章：工业组态软件的产生、发展和缺陷 为了实现工业过程的计算机控制，有几种方法：一是向专门开发此种 系统的厂商，这种方法性能可靠，功能强大，专用性强但通用性差，价格 昂贵，一般工厂难以接受。二是完全自主开发，这种方式需要一支懂业 务的软硬件开发队伍，这对中小企业来说仍然难以实现。三是选用通用的 软硬件开发平台进行二次开发。这种方式由于投资少、见效快且维护和扩 展方便而获得了中小企业的青睐，得到了长足的发展。作为进行二次开发 的软件平台，工业组态软件由此产生。 一般讲，工业组态软件应包括以下3个主要功能：数据的采集和测量； 工业过程中的控制决策和控制输出；数据的处理、分析和管理。因此工业 组态软件应是一个通用的工业软件平台，它能根据不同的应用目的和环 境，方便地构造出各自不同的工业软件。 l 初期的工业组态软件主要是针对数据采集与控制的，是面向任务实现 的，主要是给用户提供了一个友好的人机界面。其功能十分有限，没有对 实时数据和历史数据迸行有效处理和分析的手段，系统的二次开发能力也 较差。 如今的组态软件在面向数据采集与控制的功能方面有了很大的提高， 例如在数据采集方面，它不仅支持各种传统模拟量、数字量的输入输出， 而且支持符合现场总线规约的各种智能传感器和仪表的输入输出，有的还 支持各种虚拟仪器。另外，在数据处理方面增加了许多功能，例如对过程 数据的统计分析，对测试数据进行各种谱分析、相关分析等等。如今的组 态软件已由过去的以应用为中心，转为以数据为中心。组态软件可以提供 各种数据接口，可以借助其他软件工具更为灵活地存储、分析和处理工业 过程的数据。 尽管B前市场上的各种组态软件的功能已比较全面，使用也比较方便， 但作为新事物仍有不少缺陷。其主要的一个问题就是各组态软件自成体 系，缺乏一个统一的规范标准。这使得各组态软件之间很难组合应用，无 论是组态开发还是操作使用都互不兼容。用产从一种级态软件转入另一组 态软件，往往是非常痛音的事。产生这种情况的原因也许是各制造商由于 商业上的原因很难坐下来制订一个统一的标准。但随着时间推移，当前工 业界都＼感到制定一套工业软件的标准，实现工业软件的标准化、系列化 已是迫在眉睫的事了。 目前的工厂自动化，随着技术的进步和发展，愈来愈强调整体观念与 协作处理、集成局部系统，从而实现管控一体化。而软件体系结构集中反 映了软件的设计思想，是软件开发和系统组织的原则。首先要考虑的是系 统中如何支持多数据流的连通能力，以实现数据的共享；如何实现跨进程 操作，以支持分布处理；如何保证系统开放，以支待扩充。至关重要的就 2 是确定软件的体系结构。当前，客户朋B务器（C／S）结构的三层模式，有的 人称为C／S／S结构，无论在开放、互操作和信息共享方面都有明显的优点。 它将应用逻辑从客户端剥离进入到服务器，简化了操作和维护工作量，同 时，还提供基本的发布功能，支持CGI等与数据库的联接、扩展部件的 嵌入等。目前实际使用中，常将一些扩展应用放在服务器端，而根据客户 请求，动态下载至客户端执行，既减轻了服务器的负担，又实现了对客户 端的扩展。常用的应用工具有 Jays Appl幻，Jays SCript，VBSCript和 ACtiveX 等，在今天的工厂网络建设中将是主流。 一个应用程序的具体实施，随不同行业及不同的管理要求而不同，需 要定制。现在的情况是；客户需求稍有变化就必须改动原应用程序的源代 码。当应用程序升级时，原有的客户程序除非也升级，否则无法使用应用 程序的升级版。那未，采取什么方法来定制，才能改变这种情况呢？关键 问题是由于传统的方法将开发的程序编译链接成铁板一块，若将应用程序 分割，由多个独立的部分（称为组件）架构而成，或者说由组件打包而形成 应用程序，情况将会发生很大的变化。这样，随着技术的进步或其他需求 可由新组件替代老组