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2020-12-14 [11421]
本文摘要:接收wm-dde-initiate消息的应用程序通过判断服务器名称和不能说的主题来请求是否拒绝接收方。与dde技术相比,基于com和dcom技术的opc技术具有数据传输性能低、安全管理性能好、开发成本低等特点。

信息

第一章随着工业生产的大发展和自动化系统集成度的大提高,工业自动化系统软件实现了快速发展和转型。然而,工业系统中的设备数量大大减少,交换和共享现场信息的能力大大提高。传统的智能设备之间、智能设备与控制系统之间使用专用驱动程序进行建筑信息共享的通信模式已经不能满足工业控制系统的发展需求。因此,为了解决工业系统硬件设备升级为软件系统带来的不便,为了更好地点对点构建不同设备制造商的硬件产品,为了加强系统的稳定性和可靠性,工业自动化软件模块的标准化和统一已经成为工业控制领域必须面对的问题。

为了使自动化软件的研发有一个统一的接口标准,dde (dynamicdataexchan-ge-GE)和opc (oleforprocesscontrol)技术频繁出现和应用,为构建不同自动化程序系统之间非常简单的交互和无缝的点对点做出了巨大贡献。2.1dde和opc技术的工作机制2.1 dde技术DDE的工作机制是为运行在同一台计算机或不同计算机上的程序获取动态数据交换,这是微软公司最早明确提出的。动态数据交换(dde)技术以其良好的实时性和方便的网络通信建设,在控制软件和信息网络建设中得到了广泛的应用。动态数据交换基于windows消息机制,每个应用程序通过传输消息和打开对话来交换信息。

Windowsdde消息传递采用客户机/服务器模式,客户机是数据的催发者和接收者,服务器是数据的提供者,数据的传输经过催发、接收者和传输三个步骤完成。dde协议用于服务、主题和项目的三级命名,以识别由dde传输的数据单元。通常,服务是应用程序的文件名,主题是对服务器有意义的信息单元。

每次dde客户和服务程序之间的对话都是由客户启动的,所以dde服务器应该在每个客户启动之前投入运行。当客户端程序必须向服务器程序请求数据时,客户端程序向当前运行的所有windows应用程序发送一个wm-dde-initiate消息。该消息不仅包括它需要的服务器名称和主题,还解释了它期望的数据类型。接收wm-dde-initiate消息的应用程序通过判断服务器名称和不能说的主题来请求是否拒绝接收方。

一旦dde服务器要求传播该消息,dde有三种工作模式:coollink、warmlink和hotlink。在冻结连接模式下,当服务器中的数据发生变化时,不主动通知客户端,但客户端可以随时从服务器读取数据;在热连接模式下,当服务器中的数据发生变化时,会立即通知客户端,客户端收到通知后会收回数据;在热连接模式下,当服务器中的数据发生变化时,会立即通知客户端,并且必须将变化后的数据呈现给客户端。dde的网络形式称为netdde,它包含了dde的所有特性,是dde的扩展,可以在网络上的计算机之间使用。使用netdde后,两个或多个网络上的应用程序需要dde共享来创建网络上不同工作站之间的连接,从而在工作站之间建立动态信息共享。

2.2 opc技术的工作机制在OPC技术频繁出现之前,dde技术是大多数控制系统所反对和使用的数据交换方法。但由于dde是基于windows信息传输创建的技术,当流量较小时,不会经常出现数据创建慢、安全管理机制差、可靠性低的现象,可能导致dde客户端程序长时间得不到。与dde技术相比,基于com和dcom技术的opc技术具有数据传输性能低、安全管理性能好、开发成本低等特点。

最初阶段的opc规范是由opc基金会的先驱费希尔-罗斯蒙特(fisher-rosemount)、罗克韦尔(rockwell)、opto22、Intel Resolution和intuitivetechnology于1996年8月公布的。目前,opc基金会在全球拥有300多个成员,包括全球所有主要的控制系统、仪器和过程控制系统制造商。

信息

Opc,基于ole/com/dcom技术,是过程控制的ole(对象链接与绑定)的简称,是微软的对象链接与映射技术在过程控制中的应用。与dde一样,opc也使用客户机/服务器模式。Opc服务器是数据源的提供者,可以是plc、dcs、条码阅读器等控制设备。

通过包含不同的控制系统,作为数据源的opc服务器可以是在与opc应用程序相同的计算机上运行的本地opc服务器,也可以是在另一台计算机上运行的远程opc服务器。Opc客户端是数据的用户,它根据opc模块规范提供来自opc服务器的必要数据。Opc服务器主要包括三个部分:服务器、组和项目。服务器对象将服务器和服务器的所有信息保存为opc两组对象的容器。

Opc两组对象还包括公有组和本地组(私有组),公有组由多个客户共享,本地组只属于一个opc客户。一个组可以表示一个类似于设备的数据项,opc客户端可以通过组对象读取数据,可以实现原始opc服务器应该获取的数据对OPC客户端的修改率。Opc数据项大于读取数据的逻辑单元(在实际应用中,它们可能是物理设备的寄存器或一位寄存器),它们的数据值以不同的形式响应。

每个数据项还包括三个变量:值、质量和时间戳。在一个组对象中,opc客户端可以重新加入多个opc数据项。opc客户端和opc服务器之间有两种类型的模块:custominterface和automationinterface。自定义模块是一组com模块,主要用于使用C语言进行程序开发。

自动化模块是一个自动ole模块,主要用于基于vb、delphi等脚本编程语言的程序开发。对于客户端应用的研发,使用定制模块运行效率高,但R&D可玩性小;使用自动化模块操作效率低,但研发很简单。这两个模块与opc服务器之间的通信方式如图1右侧所示。图1客户模块和自动化模块与opc服务器通信方式示意图。

数据

为了在分布式计算机上研究和开发opc客户端程序,opc标准使用dcom技术来建立服务器和客户端程序之间的通信。Opc数据面试主要包括实时数据面试和异步数据面试。在实时数据访问中,在opc服务器根据opc应用返回被拒绝的数据之前,opc应用仍然处于等待状态,也就是说,在被拒绝的动作完成之前,实时数据访问不能继续在opc应用之外执行任何处置。相反,异步数据访问在向opc服务器明确拒绝数据访问后,立即返回到opc应用程序之外的主处理程序。

当opc服务器完成数据访问时,opc应用程序通知opc应用程序,从而OPC应用程序获得数据访问结果。当opc应用程序使用自动化模块访问opc服务器时,分别通过syncread、syncwrite、asyncread和asyncwrite opc对象的方法函数构造实时和异步数据操作符。

综上所述,dde和opc的通信机制可以用下表来响应:目前应用的是3dde和opc技术,dde和opc技术已经体现在很多世界知名自动化厂商的i/o通信服务器、scada等自动化软件中。例如wonderware的数据库服务器和intouch,西门子的simaticnet和wincc,rockwell-ab的rslinx和rsview32等。

数据库服务器和rslinx可以作为opcserver和ddeserver。Wincc和rsview32可以作为opcclient和ddeclient。同时,由于每个软件模块都符合dde和opc模块标准,因此来自不同制造商的i/o通信和scada等软件产品也可以轻松构建点对点。

以wonderware公司的intouch和Dassident、rockwell-ab公司的intouch和rslinx进行dde通信、西门子公司的wincc和simaticnet、wincc和rslinx为例,说明dde和opc技术在工业自动化软件中的应用。Dassidirect是wonderware为Siemens 7200/300/400/400系列plc以太网数据访问开发的服务器软件,反对dde、opc、suitlink、fastdde等通信方式。

当客户端程序的通讯模块与dassidirect以dde方式连接时,dassidirect的数据访问采用nodename、applicationname、topicname、itemname的分层结构。而当通讯模块以opc方式与dassidirect连接时,dassidirect的数据访问采用nodename、server name(archi stra . dassid irect . 1)、groupname、devicegroup name、linkname、itemname的分层结构。

在dassidirect软件的界面中,可以配置和构造所有级别的项目。应用项目时,必须在dassidirect管理接口smcarchestra . dassid direct . 1目录下依次添加到接口类型(tcp/ip)和模块处理器类型(s7plc)中,并扩展适当的参数设置,然后在设备组中添加不同的主题,以方便不同变量的分类管理。Intouch标签变量通过设置面试名称来面试dassidirect,所以intouch中面试名称的设置必须对应dassidirect软件中的设置。

数据

例如,面试名称中的申请名称应设置为dassidirect,面试名称中的主题名称的设置不应与dassidirect中添加的主题名称完全一致。此外,intouch标记变量的入口名还必须符合dassidirect中itemname的定义形式。

例如s7plc数据块地址字的访问类似于db11.w80,数据块地址dword的访问类似于db11.d80,输出/输入位的访问形式为i5.2/q7.5等。Rslinx反对opc/dde通信,就像wonderware的dassid-direct一样。当intouch和rslinx在dde模式下通信时,首先必须在RSLinx DDE/OPTOPIC Configuration对话框中添加一个新的主题,并且要创建这个主题和要连接的rslogixplccpu之间的对应关系,然后要适当配备intouch中的面试名称。

但此时面试名称中的申请名称应设置为rslinx,面试名称中的主题名称不应与rslinx中添加的主题名称完全相同。intouch标记变量的条目名称不应遵循rslinx中itemname的定义形式。

例如,rslogixplccpu中全局变量的controllertags地址的访问是plc变量地址的标记名,而cpu中程序变量的programtags地址的访问是以program: program _ name.tag _ name的形式.当使用西门子公司的wincc作为opc客户端以opc模式与opc服务器连接时,必须先将opc通信驱动程序opc.chn添加到wincc资源管理器中,然后在opc地下通道单元的连接属性和变量内置的变量地址属性的对话框中填写opc服务器名称和变量地址名称,以便以后创建该变量与opc服务器的连接。必须说明的是,不同的opc服务器有不同的opc服务器名称和地址格式。

例如siemenssimaticnetopc服务器的名称和地址访问格式(以s7系列plc数据访问为例)分别为opc.simaticnet和s7:【连接名称】plc变量地址。rockwellrslinxopc服务器的名称和rslogix系列plc数据访问的地址格式分别为rslinxopc server和[op group name]PLC变量名。在某种程度上,其他scada软件与dde和opc服务器软件之间的通信的构建方法与此类似,因此将对其进行详细描述。

此外,由于dde和opc都是标准规范,因此也可以根据需要构建dde和opc之间的模块切换,以满足实际的市场需求。比如wonderware公司的opclink就是一个构建opc和dde模块切换的专用软件。


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