基于OPC技术的PLC上位机管理系统
张宏坡1,2，康龙云1,2
【摘 要】 针对工业控制系统自动化操作中数据通讯实现的关键技术问题，提出了一种实用而又高效的解决方法。文章介绍了OPC技术及其特点，并针对某物流传输PLC控制系统开发了其在以太网通讯方式下，基于OPC技术的上位机管理系统，系统通过C 和Mysql技术编程实现。经实际应用，该系统运行稳定、可靠、效果良好，证实了OPC技术在解决上位机与下位机之间的通讯问题上的实用性和高效性。
【期刊名称】制造业自动化 【年(卷),期】2011(033)018 【总页数】4
【关键词】 OPC技术；西门子PLC；C ；上位机管理系统
0 引言
随着过程控制的自动化程度的日益提高，PLC在工业控制系统领域的地位举足轻重。工业控制系统中的一般典型应用是，将PLC作为下位控制机实现生产制造过程的自动化控制，配以PC机作为上位管理机进行工业流程监视、模式控制等。其中，PC与PLC的数据传递是上位机管理系统实现的关键。直到OPC技术的不断发展和普及,才使得二者之间的通讯变得简单和高效。OPC技术已成为工业过程控制的通信标准，规范了过程控制和自动化软件与工业现场设备之间的接口，极大的提高了系统开发的效率。
本文以某物流传输PLC控制系统为例，介绍在以太网方式通讯下，开发基于OPC技术的西门子PLC上位机管理系统各个环节的设计和实现方法。
1 OPC技术
OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control的缩写，它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法, 主要包括数据存取、报警及时间处理及历史数据存取三部分。利用OPC的系统，由按照应用程序（客户程序）的要求提供数据收集服务的OPC服务器，使用OPC服务器所必需的OPC接口，以及接受服务的OPC应用程序所构成[1]。OPC服务器是按照各个供应厂商的硬件所开发的，使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统的差异，从而实现不依存于硬件的系统构成。同时利用一种通用的数据类型，可以不依存于硬件中固有数据类型，按照应用程序要求提供的数据格式。OPC主要包含两种接口：CUSTOM标准接口和OLE自动化标准接口。OPC接口访问方式如图1所示[2]。
2 上位机管理系统实现
2.1 管理系统构成
该物流传输控制系统由上位控制机、上位查询机、PLC控制器和传输自动化设备系统等部分组成。系统的结构图如图2所示。
上位机管理系统通过实时读取和写入PLC运行参数，实现系统操作所涉及的所有按钮控制、工程参数设定、系统状态实时显示、系统数据管理等。其中PLC控制器、PLC远程模块和物流传输设备系统之间的连接采用PROFIBUS现场总线方式，PLC与上位机的通讯通过ETHERNET方式实现。
此系统所采用的主控PLC为SIEMENS的S7-300系列的CPU317-2PN/DP控制器。用于ETHERNET通讯的OPC服务器由SIMATIC NET软件组态实现。通过 Visual Studio C#高级程序语言编程实现上位机客户端的开发。 2.2 OPC服务器组态
系统所用的OPC服务器通过SIMATIC NET组态实现，SIMATIC NET是SIEMENS在工业控制层面上提供的一个开放的、多元的通讯系统。通过它能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯[3]。
系统服务器组态所用软件：SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.2、STEP7 V5.4+SP3、SOFTNET S7 IE授权和通信协议TCP/IP；硬件：CS7 300 CPU315-2DP和普通网卡。
OPC服务器与PLC S7连接通讯的组态操作过程如下： 1）配置PC站的硬件机架
在Station Configuration Editor配置窗口中，为1号插槽和3号插槽分别添加OPC SERVER和IE GENERAL，并设置网卡的IP Address为本机的IP地址。 2）配置控制台（Configuration Console）的使用与设置
在配置控制台中需确认以太网卡的模式为Configuration mode，插槽号（Index）指向步骤1）网卡所在插槽。并Access Points设定窗口中，将S7 ONLINE 指向 PC internal（local），为 PC 站下载做准备。 3）在STEP 7中组态PC Station
在SIMATIC Manager中插入一个与步骤1）中PC站名字相同的PC Station，同样是在相同插槽中插入OPC SERVER和IE GENERAL。在网卡上添加以太网连接，并同样设定网卡IP为本机地址。
基于OPC技术的PLC上位机管理系统
