刘旭生[1]2003年在《OPC在现场总线控制系统中的应用技术研究》文中研究表明信息技术的飞速发展，引起自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。但当大量现场信息由智能仪表直接进入监控计算机或通过现场总线传至监控计算机后，存在着计算机内部应用程序对现场信息的共享与交互问题。另一方面，现场控制层作为企业整个信息系统的底层部分，必然需要与生产过程管理层和经营决策层进行集成。这样也存在着监控计算机如何与其它计算机进行信息沟通和传递的问题。OPC（OLE for process control）是在Microsoft的合作下，由OPC基金会组织倡导的，由在全世界范围内自动化领域中处于领导地位的厂商协作制定的自动化领域软件的接口标准。这是专为过程控制软件交互信息而设计的基于OLE技术的规范。根据OPC技术基于Web技术实现跨地域的、异构操作平台之间数据传送的发展动态，本课题提出了利用Internet网，来实现在整个企业环境下现场设备实时数据的传输与共享，并应用Active X控件技术和ASP.NET技术，来解决相关的开发技术问题。本论文主要以OPC规范与相关的COM/DCOM技术为基础，对OPC服务器数据存取开发的关键技术进行了研究，并利用VB语言开发出具有简单的数据存取功能的客户端应用程序。在此基础上，运用Active X控件技术开发出了OPC数据读取及趋势图显示的OPC-ActiveX控件和OPC报警控件。其后又将该控件嵌入ASP网页，并通过Web服务器的发布，实现了在IE 浏览器中实时浏览被测量的趋势图。Internet技术已经渗透到社会生活的各个方面，工业控制领域也不例外。将OPC数据向Internet上的应用程序开放，增强OPC兼容应用程序的电子商务功能，从而提供与整个企业环境下应用程序共享生产过程实时数据的能力,这是未来OPC技术发展的方向。
王静[2]2007年在《现场总线与DCS网络集成的研究与应用》文中进行了进一步梳理现场总线使企业信息网络延伸到生产现场,掀起了控制领域的一次革命。同时,基于TCP/IP协议的商用以太网技术逐渐渗透到了工业控制领域。最终用户必须面对已有系统和众多新技术的抉择,于是出现了多总线系统集成构建企业管控一体化网络的要求和趋势。本文首先分析了控制系统的历程与发展趋势,以及控制系统网络化发展的观点,在此基础上,构建了企业一体化系统网络结构模型,即Infranet/Intranet/Internet模式。底层网络Infranet的集成是企业一体化的核心,对于异构现场总线网络,分别给出了实现网络集成、控制集成以及应用集成的方法。Infranet和上层Ethernet的集成,是企业一体化系统集成的关键,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。其次,传统的DCS系统依然被广泛使用,DCS与FCS集成具有广泛的市场空间。本文提出了以下几种实现方法:1.通过现场总线接口卡将现场总线网段在DCS控制器的I/O子系统模块上集成;2.DCS和FCS通过网关实现数据交换;3.在DCS的上层LAN上实现两者的互联。最后,本文针对某油田陆上终端原油处理厂的控制系统改造进行了描述,应用现场总线接口卡将现场总线挂在DCS控制器的I/O子系统模块上,传统仪表信号接入DCS控制器的传统I/O卡件上,实现了现场总线与DCS的网络集成。
方晓柯[3]2005年在《现场总线网络技术的研究》文中研究表明现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线网络技术的出现标志着工业控制技术领域一个新时代的开始。它涉及了计算机、自动化、通信等众多技术领域，目前正处于一个不断发展，不断改进和完善阶段。我国在现场总线方面的研究起步较晚，无论是理论研究还是应用研究方面都远远落后于国外，在我国深入开展现场总线网络技术的研究已经迫在眉睫。 本文主要针对现场总线网络技术进行了理论与应用研究，重点对现场总线与以太网的结合、现场总线实时性能、现场总线的选择、现场总线的集成、现场总线网络体系结构和现场总线网络节点的开发等几方面问题进行了深入的探讨，提出了一些创新的方案，提供了一些指导原则和理论依据，并解决了一些实际应用问题，在现场总线网络技术的理论研究和应用研究方面取得了一定的进展。 (1)总结出了以太网应用到工业控制领域中需要面临的问题，并分别提出了相应的解决方案，为以太网技术向工业控制领域的发展奠定了初步的理论基础。通过对互联网中互联技术的研究，提出了现场总线与以太网相结合的封装、组件、隧道叁种技术方案，对其工作原理进行了详细的阐述，并通过典型案例证明了这叁种技术方案的可行性，为其它现场总线开发与以太网相结合的技术提供了理论指导和应用范例，具有很好的现实意义和应用价值。 (2)总结了固定分配类、随机竞争类、按需分配类等叁种常用介质访问控制方法的优缺点，找出了ControlNet现场总线采用的生产者／消费者模型与传统的源／目的模型的不同之处。发现了生产者／消费者模型对传输数据的内容进行了标识，提高了网络的通信效率。对工业现场的数据报文归纳出隐性报文、显性报文和维护报文叁种形式，并总结出它们的特点。对ControlNet现场总线CTDMA技术的运行机理给出了图形化的表示。找出了NUT与SMAX之间的内在联系，即NUT=T×SMAX+T+t_(maintenance)。总结出正确设置节点地址的方法，提出了对ControlNet控制系统的优化法则，为ControlNet的组态提供了理论依据。
孙发[4]2007年在《基于FDT-OPC的多现场总线设备集成研究》文中提出现场总线的产生和发展引发了工业控制领域的一场革命。现场总线以其全数字、全分散、全开放的特点成为控制领域的一个热点，基于现场总线的控制系统正在逐步取代传统控制系统，代表了先进控制系统的发展方向。同时，目前现场总线种类繁多，且各自在不同领域得到广泛应用，没有哪种现场总线能完全适用于所有应用领域。因而，多种现场总线共存的局面将在一个很长的时间内存在。各种现场总线产品由于协议的不同而无法实现互操作、协同工作，严重妨碍了用户的选择，因此，多总线集成已成为必然的趋势。OPC(OLE for process control)是由OPC基金会组织倡导的，由在全世界范围内自动化领域中处于领导地位的厂商协作制定的自动化领域软件的接口标准。这是专为过程控制软件交互数据而设计的基于COM／DCOM技术的规范。OPC规范的提出，为多总线集成提供了一个非常有效的解决方法。采用OPC技术，各现场总线能实现信息共享和无缝集成，以及现场设备的即插即用(Plug&Play)，大大提高了多现场总线控制系统的互操作性和适应性。但是，用OPC技术解决多现场总线控制系统的集成，必须要为每个不同的现场总线网段开发一个OPC数据访问(Data Access)服务器，同时需要实现与现场设备之间进行数据存取。因此，在多现场总线控制系统下，OPC DA服务器开发人员要熟悉不同现场设备的数据采集方式和总线通讯协议，并在此基础上编写现场设备的通讯驱动程序。因此，OPC服务器的开发依赖于设备的现场总线类型、厂商和设备类型，这导致了开发OPC服务器的工作量和难度都大大地增加。同时，为了实现不同现场总线网段之间的数据交换，还必须在OPC DA服务器基础上，实现OPC Data eXchange规范。FDT(Field Device Tool)技术规范是由ZVEI(德国电工器材工会)提出并于2000年由PROFIBUS协议用户组织(PNO)发布。它的推出迅速得到了众多自动化行业的大型公司的支持，并在2003年成立了专门的非盈利组织FDT JIG来负责研究开发推广这项技术，规范现已成为IEC国际标准。FDT定义了FDT框架应用程序对象及其接口，设备厂商提供的设备相关软件组件和主系统厂商的工程软件之间的标准接口，使得主系统厂商通过一个工程工具软件就可以集成不同厂商、不同现场总线协议、不同类型的设备。针对OPC技术解决多现场总线控制系统集成问题所存在的不足，本文通过对FDT技术及其解决设备访问独立于设备的现场总线类型、厂商和设备类型的有关技术与机制进行深入地研究，并在此基础上，提出了一个基于FDT技术的OPC DA服务器开发模型，利用该开发模型解决了在多现场总线控制系统下OPC服务器开发依赖于设备的现场总线类型、厂商和设备类型的问题。本文最后还给出了开发模型的OPC—FDT框架应用程序、服务器地址空间及数据管理和数据转换等模块的实现方法，并通过OPC快速开发工具包实现了一个OPC DA服务器，为开发模型的下一步应用实现打下基础。
陈丹丹, 夏立, 邵英[5]2005年在《OPC在现场控制网络中的应用》文中研究说明本文介绍了随着现场总线技术的兴起,现场控制网络的发展现状,OPC技术的基本概要,以及OPCDA,OPCDX,OPXXML规范在现场控制网络集成中发挥的作用。
邢晨[6]2006年在《基于以太网和OPC技术的异构网络系统设计与实现》文中进行了进一步梳理随着计算机网络技术的不断发展,使得生产过程的底层自动化监视和控制逐渐完善,形成了基于可编程控制器、集散控制系统、现场总线控制系统的各种工业控制网络,使生产的自动化水平大大提高。但工业控制网络日趋向大型化、复杂化方向发展,在实际生产现场形成了多套监控网络平台,用以对各种不同的生产现场或同一生产现场的不同部分进行实时监控,这些异构的监控平台是由不同的控制网络构成,难以互相联系与数据共享。而另一方面,管理层希望将管理深入到工业控制现场。因此,实现异构网络互联以及与信息网络的集成和数据共享成为了控制系统发展的趋势和要求。本论文正是根据这些实际情况,结合港口集装箱监控系统的异构网络,综合运用以太网技术和OPC技术对异构网络控制系统的同构进行研究的。 本文首先分析了异构网络同构化的方法并对各种方法进行了比较,提出网络级与接口级实现同构的方法。针对网络级通过以太网实现同构,针对接口级通过OPC技术实现同构。 其次,本文对以太网的概念以及介质访问控制方式进行了分析,分析了以太网运用于工业控制现场所要解决的关键问题包括通信实时性、现场设备的总线供电、本质安全、远距离通信、可互操作性等。同时本文基于对OPC技术的规范和特点,分析其在以太网控制系统中的作用以及所处的角色。结合以太网系统,研究了基于OPC技术实现接口级同构的必要性和方法。 最后,根据港口集装箱起重机异构系统的具体要求,结合理论知识以及港口的实际情况,网络同构方面重点研究了以太网运用于港口时如何解决工业控制现场的关键问题的方法;接口同构方面详细研究并实现了基于以太网与OPC技术对GE的9030系统、FUJI F70S系列PLC、安川(YASKAWA)CP317系列PLC、ABB AC800M DCS系统实现数据整合的具体方法。并对最终系统的运行结果进行了分析,通过实测,系统的实时性和系统监控界面刷新率获得满意的效果。
孔令光[7]2005年在《基于现场总线的过程控制系统集成研究》文中研究表明现场总线使企业信息网络延伸到生产现场,掀起了控制领域的一次革命。由于其背后巨大利益的推动,其国际标准的制定出现了无可奈何的多元化趋势。同时,基于TCP/IP协议的商用以太网技术逐渐渗透到了工业控制领域。最终用户不得不面对已有系统和众多新技术的抉择,于是出现了多总线系统集成构建企业管控一体化网络的要求和趋势。针对这一要求,本文首先分析了控制系统的历程与发展趋势,提出了控制系统网络化发展的观点,在此基础上,构建了企业一体化系统网络结构模型,即Infranet/Intranet/Internet模式。底层网络Infranet的集成是企业一体化的核心,对于异构现场总线网络,本文分别给出了实现网络集成、控制集成以及应用集成的方法。Infranet和上层Ethernet的集成,是企业一体化系统集成的关键,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。传统的DCS系统依然被广泛使用。DCS与FCS集成具有广泛的市场空间,本文提出了各种情形下的实现方法。通过现场总线接口卡可以将现场总线网段在DCS控制器的I/O子系统模块上集成。DCS和FCS还可以通过网关实现数据交换,或者在DCS的上层LAN上实现两者的互联。最后结合油气处理站的控制系统改造课题,在对其控制系统与信息系统集成现状详细了解的基础上,给出了油气处理站集成信息系统的设计方案。该方案大部分已经通过调试,进入评估运行阶段,目前看来,该系统充分发挥了现场总线作为企业底层信息网络的强大功能,优化了控制,节省了成本,基本实现了企业管理、控制一体化的目标。
柴亮[8]2004年在《高速公路隧道监控的设计与实现》文中研究指明本论文基于一个实际的工程项目—重庆上界高速公路监控系统，是对作者所完成的隧道监控系统的概括总结的基础上完成的。 论文首先简要介绍了上界高速公路监控系统及其子系统—隧道监控子系统的特点、功能和体系结构。然后，研究了目前工控领域中最常见的控制网络技术—现场总线技术，分析了PROFIBUS现场总线技术在隧道监控系统的应用，同时对OPC技术做了深入的研究。在此基础上，对上界高速公路隧道监控系统的网络体系结构进行了分析设计。论文在深入研究统一建模语言(UML)的基础上，采用UML软件建模工具对隧道监控系统软件进行了详细的需求分析与总体设计，建立了隧道监控系统的设备类，设计了系统的数据库，重点分析设计了监控中心隧道监控模块系统软件。最后，给出了系统的具体实现，并深入研究了隧道系统开发过程中的关键技术—组件技术。 本课题的研究与设计综合了网络技术、计算机控制技术、现场总线技术、面向对象设计方法、数据库设计、组件技术等技术。通过对高速公路隧道监控系统的软硬件进行分析设计及实现，论证了PROFIBUS现场总线技术在隧道监控系统应用的优点和可行性，并用实例说明了将UML应用于隧道监控系统软件分析设计中的可行性及其方法。这些理论和方法对隧道监控系统的设计与应用都提供了有益的参考。
王吉锋[9]2007年在《基于PLC与DCS的过程控制系统集成方案的设计与实施》文中认为计算机、自动控制、总线技术及网络技术在生产现场的应用,使自动控制领域发生着翻天覆地的变化。控制器技术的发展也从逻辑走向综合,从单机走向网络化。在具体项目实施中,就要根据实际情况选择合适的控制器,合适的网络以及符合要求的组态软件系统以适应自动控制系统集成的需要。针对这一要求,本文首先分析了当前过程控制系统的特点,根据需求方集成的要求选择出以S7-300PLC为主控器,在windows2000操作系统上以step7作为控制器编程软件,以Simatic wincc6.0+SQL SERVER2000为上位机组态监控软件,来二次开发组态糖化部分自动控制系统,用和利时MACSV DCS来构建发酵部分控制系统,从而适应构建企业一体化系统网络结构。DCS, PLC等设备在并入企业网及INTERNET过程中,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。传统的DCS系统依然被广泛使用,DCS与FCS集成具有广泛的市场空间,DCS和PLC还可以通过网关实现数据交换,或者在DCS的上层LAN上实现两者的互联。
张文霞[10]2007年在《基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现》文中认为FF现场总线是目前最具发展前途的现场总线之一，对FF现场总线的研究已经成为工程界和学术界研究的重点和热点。本课题“基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现”结合实验室建设，采用中科院沈阳自动化研究所开发的产品设计了一套基金会现场总线过程控制实验系统，并实现了在该FF现场总线系统上使用先进控制算法对具有时滞性等特性的被控对象的控制，而不仅限于原系统的PID控制算法。本课题旨在设计监控软件系统的同时，通过OPC(OLE for Process Control)技术实现先进控制算法与FF现场总线系统的集成，更好地发挥它们各自的技术优势。论文的主要工作包括：首先，介绍了FF现场总线、监控软件系统以及先进控制算法的发展，分析了自动化系统中实现基于FF现场总线的先进控制的必要性和现实意义；研究了FF现场总线所涉及的关键技术、体系结构以及功能块的组成和功能，为构建基于FF现场总线过程控制系统平台作了相应的理论支撑。其次，构建了基于FF现场总线的过程控制实验系统，研究了各个功能模块的相关参数的配置，并搭建起一个基本的实验控制平台；针对系统的时滞问题，研究了预测控制及其改进算法，引入了动态矩阵控制和神经网络控制，分别分析了其优缺点；并提出一种基于BP神经网络的动态矩阵控制方案，采用两个神经网络来分别构建神经网络预测模型和非线性优化控制器。再次，研究了OPC数据存取规范(OPC DA)2.0版本、OPC数据服务器的实现形式并在此基础上提出了一种VB6.0环境下基于OPC技术的监控软件体系结构；同时为了能够随时调用在OPC服务器上采集的数据，进一步设计了数据库来存取实时数据和历史数据；对OPC服务器上采集的数据进行先进控制算法的仿真和优化，并搭建起了基于FF现场总线和OPC技术的监控软件平台，从而实现了基于先进控制算法的控制系统。最后，研究了Matlab环境下基于OPC技术的OPC DA客户端接口程序的二次开发过程以及动态矩阵算法和神经网络动态矩阵控制算法的实现，解决了Matlab环境下客户端程序与OPC服务器以及与SQL Server 2000数据库的通讯问题，并比较了两种控制算法的有效性；构建起基于Matlab的先进控制算法的监控程序实现方案，并将其应用到双容液位对象的控制系统中，达到了预期的控制效果。
参考文献：
[1]. OPC在现场总线控制系统中的应用技术研究[D]. 刘旭生. 电子科技大学. 2003
[2]. 现场总线与DCS网络集成的研究与应用[D]. 王静. 中国石油大学. 2007
[3]. 现场总线网络技术的研究[D]. 方晓柯. 东北大学. 2005
[4]. 基于FDT-OPC的多现场总线设备集成研究[D]. 孙发. 西南大学. 2007
[5]. OPC在现场控制网络中的应用[J]. 陈丹丹, 夏立, 邵英. 微计算机信息. 2005
[6]. 基于以太网和OPC技术的异构网络系统设计与实现[D]. 邢晨. 武汉理工大学. 2006
[7]. 基于现场总线的过程控制系统集成研究[D]. 孔令光. 哈尔滨理工大学. 2005
[8]. 高速公路隧道监控的设计与实现[D]. 柴亮. 西南交通大学. 2004
[9]. 基于PLC与DCS的过程控制系统集成方案的设计与实施[D]. 王吉锋. 山东大学. 2007
[10]. 基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现[D]. 张文霞. 青岛科技大学. 2007
标签：自动化技术论文; 现场总线论文; opc论文; 现场总线控制系统论文; dcs论文; 自动化控制论文; 数据集成论文; 工业控制计算机论文; 企业软件论文; 以太网论文; opc技术论文; dcs系统论文;