基于组态王OPC的数据采集的组态方案设计

基于组态王的数据采集与监视控制系统的设计摘要：工业控制系统已经广泛应用于国家能源领域和民生领域，随着信息技术和网络技术的发展以及“工业4.0”的发展，工业控制系统网络安全事件不断发生，其安全问题已经影响着生产安全、工业稳定以及国家的战略安全。

作为工业控制系统监控水平的上位机专用软件，监控设定软件( SupervisoryControl And Data Acquisition，SCADA )用于数据采集和过程控制，其可靠性和稳定性对工程控制系统的安全极为重要本文介绍的监控配置软件用于国产基于可信计算的加密机制的PLC (增加加密模块的硬件，分配专用的公钥和私钥，支持冗余)，跨平台、分布式C/S架构具备双机并网热备冗余机制，在国产计算机和Linux操作系统上运行，支持Windows操作系统，实现开发和运行环境的双重国产化，安全可控。

关键词：组态王；数据采集与监视；控制系统；设计引言组态王软件是一种通用的工业监控软件，集过程控制设计、现场操作和工厂资源管理为一体，将一个企业内各种生产系统、应用和信息交换集中在一起，实现优化管理。

生态王软件适应性强，在企业各级、工作控制环节可用于不同位置，大大提高了生产效率；利用组态王软件可以快速灵活地建立实时监控系统，及时分析现场大量数据，在降低原料成本的基础上实现生产过程的优化。

在教学中，利用组态王软件可以引导学生观察完整的生产制造控制过程，从而极大地调动学生的积极性和创造性。

1监控结构及功能设计目前市场上常用的配置软件有MCGS、组态王、WinCC等，其中WinCC可以集中多种自动化设备和控制软件，具有控制灵活、功能齐全等优点，可扩展性最高。

mgs是国内配置软件中较可靠的产品，具有现场数据采集、历史实时曲线输出、报告输出及视频显示等特点。

组态王经过9年的开发优化，具备实用、简单、可靠的优点。

目前，它已成为国内组态软件用户使用最多的软件，特别是在航空航天领域应用广泛。

1引言随着自动化系统在各行业的广泛应用，新研制开发的各种智能化设备越来越多。

由于目前没有一种统一的通讯协议标准，导致不同厂家开发的智能化设备采用的通讯协议也各不相同，甚至有些设备使用自己定义的通讯协议，给第三方集成商在使用这些设备时带来极大的不便。

通常有以下两种解决办法：①通过增加网关将非标的通讯协议转换为标准的通讯协议后再接入监控系统；②在监控系统中为非标设备编写专门的设备驱动程序，将非标设备变成监控系统可以识别的设备。

上述两种解决方案一个是要增加硬件，另一个需要开发工具包（SDK ）且开发周期较长，这两种方案都会增加成本支出。

针对以上两种方案的不足，现在许多通用组态软件提供了一种开放式的接口方案，即利用OPC 技术实现组态软件与外部设备的快速对接，使用户在开发接口程序时不必关注每种组态软件的数据结构，只需按照OPC 规范要求开发接口程序即可实现与不同组态软件的连接。

利用OPC 技术可以为非标设备开发出通用性较好的接口程序，从而避免了使用不同厂家的组态软件时的重复开发问题。

下面结合实际工作中的案例，介绍一种新的解决方案，可以快速、简便地实现非标设备的驱动与接入。

为了缩短开发周期使用组态王提供的OPC 接口函数库，在移植到其它组态软件时做必要的修改，但其基本思想和原理是相同的。

2系统简介该配电自动化系统要求将140多块电力多功能仪表的测量数据采集到中央控制室的后台监控计算机，实现集中监控、定时抄表、报表生成及打印和故障报警等功能。

后台监控系统由工控机、网络交换机和以太网转串口转换器组成；后台监控软件是以组态王6．52组态软件为平台开发的，通讯协议采用MODBUS－RTU 。

系统在调试过程中电力多功能仪表的调试较摘要：介绍了一种基于组态王提供的kingvewcliend．dll 动态链接库，利用OPC 技术实现非标设备与组态王的快速连接。

关键词：组态王；DELPHI ；OPC 接口中图分类号：TP273文献标识码：B利用OPC 技术为组态王增加设备驱动接口高峰（安徽鑫龙自动化有限公司，安徽芜湖241008）Adding equipment drive interface by using OPC technology for KingviewGAO Feng（Anhui Xinlong Automation Co．，Ltd．，Wuhu 241008，China ）Abstract ：A kind of kingvewcliend．dll dynamic link library based on Kingview is introduced．The rapid connection of non－standard devices and kingview can be realized by using OPC technology．Key words ：Kingview ；DELPHI ；OPC interface文章编号：1005—7277（2014）04—0058—042014年第36卷第4期第58页电气传动自动化ELECTRIC DRIVE AUTOMATION Vol．36，No．42014，36（4）：58～612014年第4期高峰利用OPC技术为组态王增加设备驱动接口为顺利，通讯和数据的采集都很正常；但其中有两块测量主变温度的仪表始终无法正常通讯，经与仪表厂家联系后发现这两块仪表的通讯协议不是标准的MODBUS－RTU，而是采用的自定协议，无法直接接入组态王软件中。

ABB PLC通过OPC与组态王通讯配置方法
1．编辑好你的工程文件，保存并编译后，选择菜单“Project- Option”，如下：
2．
3．将你的工程文件所在的目录中的“文件名.SDB”文件copy至“C:\Windows\Gateway Files”目录下（如果该目录下已存在该SDB文件则不需要）；
4．从windows开始菜单中进入“CodeSys OPC Configurator”，如下所示：
5．以上设置无误后，进行通讯连接配置，如下：
配置完成，如下所示：
6．保存配置
至此，CodeSys作为OPC Server的配置完成。

下面以组态王作为OPC Client为例，来对上述的配置进行测试检验。

打开组态王工程浏览器，选中左侧OPC服务器。

双击新建OPC，选中CoDesys.OPC.02，并按下图设定读写方式后，点确定。

选中左侧浏览器数据词典。

原始值、最大原始值。

点击连接设备的下拉箭头，选中“本机\CoDeSys.OPC.02”.
类型后点击OK.
进入画面，创建数据链接。

运行系统后数据显示正常，通讯成功。

通过OPC方式采集组态王等组态软件内的数据，Wonderware提供了OPCLink作为通信通道。

其中组态王作为OPC Server，Wonderware的OPCLink 作为OPC Client，然后可以通过Wonderware提供的WWClient作为测试工具，测试步骤如下：
1、建立组态王过程，新建四个内存型变量用于OPC测试
2、建立组态王画面便于查看变化
3、在组态王中建立OPC服务器，由于在本地建立OPC服务，鼓网络节点和OPC路劲均为空值
4、在Wonderware的OPCLink中建立Topcic，注意OPC Server选KingView.View,OPC通过Browse选择Tags.
5、运行组态王，设置wwClient通信参数，
6、在wwClient中添加OPC点，注意OPC点中需要根据数值类型添加标记符，如Integer前添加i
7、最终运行效果如下图所示：。

第聂罐整涮维悫系缝瓣｛葶蠲疑诤每嚓鹞实瑰第五章控制组态系统的详纲设计与编码实现上一奄对系统的各个模块的功能和目的进行了详细的阐述，本章将对内部件避一步分析和设计，并给出了比较详细的实现方法和部分代码。

首先，系统通过ＯＰＣ客户端技术连接到现场的设备，邂适异步方式获锝Ｉｔｅｍ憋数值发生变化躲售塞，然舞越装数据，鞋溥惑澎茂发送裂褒毒交荤照攥攀元。

遂过内存变晕核·０处瑾摹元，完裁ＯＰＣＩｔｅｍ鹩数值交仡到ＡｃｔｉｖｅＸ鞫元显示靛功髭，嗣时科驻以公式设计方式完成对ＡｃｔｉｖｅＸ孛的幽数调用。

此外，还实现了数据的存储、历史的查阅、越限报警、插件管理等功能。

在技术方面，程序涉及到了ＣｏＭ／Ｄｃ咖技术、ＡＤＯ数据库连接技术和ＡｃｔｉｖｅＸ技术，内容比较多，实现的细节代码也比较复杂，由于本文篇幅的限制，本章只是对一些关键性的技术作了简单的介绍，完整的实现诃以参考源代码。

搬据作者在开发过程中遇到的种种问题，本文抽取如了一些实现上的一些关键纛竣莓一定技术难发鹣媲方藏在本章招殴谖鹎，跌这些蠹容中读者霹以了解到系统实现静恶路嚣方法。

辍据上一章对系统模块的划分和方案设计，下萄分别进行详细的说硬。

５．１界面设计疆瑟编辍嚣是绘割整控基瓣戆交互式工具，逢遂宅绘翻出效粟满意的瑟瑟，劳鞋数据文俘形式援毒。

巍赛拜重箍控系统魏运｛亍孛，逶过工程癌动按镪，Ｗ班谴其进天蓝控模式。

编辑器哭戆在菲运行模式下对监控系统进行编辑修改。

如图５一ｌ：鹭５－Ｉ组态缡辑医藏豳图５—３ＯＰＣ客户端操作界面窗口５．２．１０ＰＣＳｅｒｖｅｒ对象在创建ＯＰｃＳｅｒｖｅｒ对象之前，我们首先希望得到可用的ＯＰＣ服务器列表，要获得某台机器上ＯＰＣＳｅｒｖｅｒ的列表，有两种方法。

一种是安装注册ＯＰＣ基金会提供的ＯＰＣＥｎｕｍ，用其提供的接口ＩＯＰＣＳｅｒｖｅｒＬｉｓｔ来查找；另一种方法是直接使用系统自带的ＣＯＨ类管理器ＩＣａｔｌｎｆｏｒⅧａａｔｉｏｎ来查找。

查找的目标ＯＰＣ服务器，可以是本地的，也可以是网络上的计算机。

ABB PLC通过OPC与组态王通讯配置方法
1．编辑好你的工程文件，保存并编译后，选择菜单“Project- Option”，如下：
2．
3．将你的工程文件所在的目录中的“文件名.SDB”文件copy至“C:\Windows\Gateway Files”目录下（如果该目录下已存在该SDB文件则不需要）；
4．从windows开始菜单中进入“CodeSys OPC Configurator”，如下所示：
5．以上设置无误后，进行通讯连接配置，如下：
配置完成，如下所示：
6．保存配置
至此，CodeSys作为OPC Server的配置完成。

下面以组态王作为OPC Client为例，来对上述的配置进行测试检验。

打开组态王工程浏览器，选中左侧OPC服务器。

双击新建OPC，选中CoDesys.OPC.02，并按下图设定读写方式后，点确定。

选中左侧浏览器数据词典。

原始值、最大原始值。

点击连接设备的下拉箭头，选中“本机\CoDeSys.OPC.02”.
类型后点击OK.
进入画面，创建数据链接。

运行系统后数据显示正常，通讯成功。

基于组态王课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解组态王软件的基本概念，掌握其界面布局及功能模块；2. 学生能够运用组态王进行简单的工业控制系统设计，实现数据采集、监控和控制；3. 学生了解组态王在实际工业控制系统中的应用场景，理解其在自动化领域的重要性。

技能目标：1. 学生能够运用组态王软件进行系统组态，完成数据点定义、设备连接和数据传输配置；2. 学生能够通过组态王绘制工业控制流程图，实现设备运行状态的实时监控；3. 学生能够利用组态王进行简单的控制策略编写，实现对工业设备的控制操作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业自动化领域的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，使他们能够在项目实践中发挥各自优势，共同解决问题；3. 培养学生严谨、负责的工作态度，提高他们在实际工作中遵循规范、确保安全的能力。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，以项目驱动的方式进行教学，使学生能够将理论知识与实际操作相结合。

学生特点：学生具备一定的计算机操作能力和工业控制系统基础知识，对新技术和新工具充满好奇心。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重培养学生的学习兴趣和实践能力，将理论知识融入实际操作，提高学生的综合运用能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在课程结束后能够独立完成简单的工业控制系统设计与实现。

二、教学内容1. 组态王软件概述：介绍组态王的发展历程、应用领域及基本功能，使学生对其有一个全面的了解。

教材章节：第一章 组态王软件概述2. 组态王安装与配置：讲解组态王软件的安装步骤、配置方法及相关注意事项。

教材章节：第二章 组态王安装与配置3. 组态王基本操作：学习组态王软件的界面布局、基本操作方法，如数据点定义、设备连接等。

教材章节：第三章 组态王基本操作4. 工业控制流程图绘制：教授学生如何使用组态王绘制工业控制流程图，实现设备运行状态的实时监控。