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COM和OPC技术在工业组态软件中的应用

刘峰  
【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


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