关于pks提供的OPC接口.docx

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关于pks提供的OPC接口

1.ExperionOPC接口类型

Experion提供了下列可选的OPC接口，不同的接口用于不同的需求：

1.1.ExperionOPCClientInterface（OPC客户端接口）

OPC客户端接口用于与一些简单的子系统之间进行通讯，如PLC等。

这个组态需要在QuickBuilder中进行。

在这里，PKS系统作为OPC客户端的身份与第三方OPCserver进行通讯。

参考文档OPCClientInterfaceReference

在QuickBuilder中每一个OPCController下可以最多组态735个点（Item）

1.2.ExperionOPCAdvancedClient（OPC高级客户端）

OPC高级客户端包括Dataclient（数据客户端）和alarm/eventclient（报警及事件客户端）

OPC高级数据客户端用于与一些比较复杂的客户端之间的通信，比如其它DCS系统。

这些子系统的点结构是按照OPC基金会规定的OPCv2.05版进行架构的，也就是说这些点都有比较复杂的参数体系，比如PKS系统的点就是复杂的点结构。

OPC高级报警与事件客户端可以接收第三方OPC报警与事件服务器的报警及事件信息，在收到报警事件后，将会显示在报警汇总中，在操作员确认了这些报警后，其确认信息也将发送到OPC报警及事件服务器中。

报警和事件客户端的规范依据是OPC基金会报警与事件规范版本V1.0

1.3.ExperionOPCDisplayDataClient（OPC显示数据客户端）

OPC数据显示客户端用于在用户流程图中添加OPC数据，并且不需要其它额外的信息（如历史信息、报警信息等）。

这个客户端基于OPC基金会数据访问规范版本V2.05。

组态时，可以直接在流程图中添加数据ITEM，而不需要在QuickBuilder中建点。

1.4.ExperionOPCDataAccessServer（OPC数据访问服务）

ExperionOPCDataAccessServer提供了一种可以让其它OPC客户端Read/WritePKS系统点参数的功能。

基于OPC基金会版本V2.05，也可以向下兼容至OPCV1.0和OPCV2.0。

对于OPCDataAccessServer功能，PKS不需要做任何特殊组态，只需要有相应的License即可。

ProgId=HWHsc.OPCServer。

1.5.ExperionOPCAlarmandEventServer（OPC报警与事件服务）

ExperionOPCAlarmandEventServer允许OPCAlarmandEvent客户端从PKS系统接收报警和事件信息。

PKS支持OPC基金会的AlarmandEventV1.02规范。

PKS不需做特殊的组态。

1.6.ExperionOPCHistoricalDataAccessServer（OPC历史数据访问服务）

ExperionOPCHistoricalDataAccessServer为第三方OPC客户端提供了访问PKS点参数历史的功能。

基于OPCHistoricalDataAccess规范V1.2

PKS不需做特殊的组态。

1.7.ExperionOPCIntegrator（OPC集成）

ExperionOPCintegrator用于数据在2个或多个OPCServer之间进行传输。

在下列情况下，一般使用这种方式：

a）一个系统（第三方）已经提供的OPCServer，但是没有OPCClient，当这个系统还需要从Experion获得数据时。

b）在Experion的数据发生变化时（包括操作员改变的数据），需要传送到第三方的OPCServer中。

c）Experion过程控制器（Controllers）需要与管理控制层（SupervisoryControlLayer）之间进行数据传输时

警告：

不能利用这种方式在控制器之间传输安全或关键任务信息，对于涉及到安全方面的信息，需要使用直连线的方式在控制器之间进行传输。

2.OPC接口组态说明

由于PKS作为OPCServer时在PKS侧基本没有什么特殊设置，所以作为组态工作来讲，重点是：

在Experion作为OPCClient时该如何理解和操作。

有关于OPC的一些概念和术语可以参考附录OPC专用术语部分的描述。

注意：

无论什么时候，在组态OPC的Item时，对其名称及点参数一定要注意大小写的区别，OPC通信通常会对大小写敏感，为了减少不必要的麻烦和节省调试时间，在做OPC通信，最好养成良好的习惯。

2.1.关于OPC的数据传输方式

OPC是一种数据从数据源（Server）到任何一个客户端（Client）通信的标准，OPCServer和OPCClient可以在同一台计算机上，也可以在不同的计算机上。

OPC是如何进行数据传输工作的

OPCServer上的数据在OPCClient上是以Item的形式进行引用的，在OPCClient上，必须将一个或多个Item加入到一个Group（组）中，再从OPCServer获得Item数据。

OPCClient请求OPCServer创建一个组，并指定最大更新速率（UpdateRate）和死区（Deadband），然后OPCClient请求OPCServer添加Item到这个组中。

注：

虽然OPCClient指定了一个Group的更新速率，但是否采用这个速率是由OPCServer根据实际系统状况决定的。

虽然OPCClient指定了一个Group的死区，但是否采用这个死区是由OPCServer实际系统状况决定的。

Callback（回叫方式）

通常，OPCServer通过Callback的方式发送数据到OPCClient。

当创建了一个Group后，OPCServer会为这个Group的Item创建一个缓冲区，这个缓冲区依照Group指定的更新速率进行更新，在最后一次缓冲区更新后，当数据再次发生有效改变（是否为有效改变由Group的Deadband决定）时，OPCServer只发送Group中Item的最新值到OPCClient。

这种方法，减少了OPCServer和OPCClient之间的通信量，OPCClient只在数据发生有效改变时才接收到数据。

Explicitreadrequest（外部读请求方式）

OPCClient也可以发送外部读请求到OPCServer，而不受Callback的限制。

OPCClient可以直接请求OPCServer中缓冲区的数据或直接从现场设备（例如卡件）读取数据。

这种方式与Callback相比效率较低。

2.2.最简单的OPC客户端接口：

ExperionOPCDisplayClient

如果与第三方OPCServer进行通信，没有特殊要求，只需要在流程图中进行显示，则可以选择使用ExperionOPCDisplayClient方式来实现。

这种方式的特点是：

d）这种方式不需要专门的License许可

e）组态快捷、简单，不需要在QuickBuilder中组态SCADA通信点

f）组态好OPCDisplay后，剩下的工作就是在流程图中添加点信息即可

组态步骤：

g）首先确定第三方OPCServer的若干必要参数：

●第三方OPCServer的主机名/IP

●第三方OPCServer的ProgID。

关于这个ProgID，在不知道的情况下，可以通过枚举的方法获得，具体获得方法参见附录中的获得OPCServerProgID的方法部分的描述。

●与第三方通信点信息，包括完整的点参数和点类型信息。

在获得了点参数信息后，还需要规划Group（组），每一个Item（点参数）都必须属于一个Group，每一Group可以包含几十或几百个Item，每一个Group内的Item都使用相同的Update时间、Deadband（死区）等一些公共特性。

在Experion中的OPCDisplayClient每规划一个组就需要建立一个OPCDisplay的的SystemInterface，每一个OPCDisplayInterface缺省的可容纳Item的数量为500个，所以实际组态时可以根据实际情况规划Group的数量。

h）利用通用OPCClient软件测试与第三方OPCServer的通讯以及连接是否正常（具体方法参见附录中的利用通用OPCClient与OPCServer连接并通信部分），如果利用通用的OPCClient无法连接到第三方OPCServer，那么Experion也不会正常连接。

i）组态SystemInterface：

OPCDisplay

●首先打开Station，并选择菜单：

Configure->SystemHardware->SystemInterfaces，进入到SystemInterfaces组态界面，如图：

●在SystemInterfaces界面的Type项的下拉菜单中选择“OPCDISPLAY”，选择好后，再单击后面Alias项中的“-”，进入到OPCDisplay组态界面（这里以1号SystemInterface为例）。

●在OPCDisplay组态界面中的Configuration选项卡中，输入下图中所示的信息

●当配置完成后，如果与OPCServer连接正常，在Status选项卡中，可以看到连接状态，如图所示的连接状态就是正常的。

j）当OPCDisplay组态完成后，就可以在流程图中组态具体的点了，具体步骤如下：

●打开HMIDisplayBuilder，并在图中插入一个Alphanumeric对象

●在这个Alphanumeric对象的属性窗口中的Data选项卡中，输入OPC通信点信息，如图（这里的通信点是测试点，具体测试点的名称和内容参见利用通用OPCClient与OPCServer连接并通信中对测试点的说明）

保存流程图，并在Station中运行这张图

●如果想测试OPCWrite，则直接在Station中选中并输入测试数字即可，如图：

2.3.通用的OPC客户端接口：

ExperionOPCClientInterface

当Experion作为一个主系统与一些小规模的系统进行通信时，通常可以采用ExperionOPCClientInterface，大多数情况下，通信都可以使用这个客户端接口。

这个客户端接口需要License授权。

与ExperionOPCDisplayClient相比，ExperionOPCClientInterface需要在QuickBuilder中组态，并且在组态时可以组态报警、趋势等功能，同时也可以组态OPCWrite功能，OPCWrite的组态方式与MODBUS的组态类似。

与OPCDisplayClient一样，OPCClientInterface只能进行实时数据的读写操作（OPCDA）。

与MODBUS基本类似，ExperionOPCClientInterface的组态相对也比较简单，在获得必要参数后，需要组态Channel、Controller和Point。

具体过程如下：

k）首先确认在QuickBuilder中的Tools->ComponentManager中Device中“OPC”是被选中的（如图）。

l）创建OPCChannel，选择OPCChannel并填写参数。

这里的参数如没有特殊需要，都可以采用默认值。

这里单独将DiagnosticScanPeriod和BackgroundScanPeriod的概念说明一下：

DiagnosticScanPeriod：

诊断扫描周期，指定了相应周期后，Experion将按照周期时间发送同步请求至OPCServer，用于确认OPCServer的运行状态。

缺省60秒。

BackgroundScanPeriod：

后台扫描周期，指定了这个周期后，Experion会在每一周期将Controller中“backgroundscanning=enabled”控制器向OPCServer进行一次外部直接读数据请求。

简言之，就是定期全部读取一次指定控制器的数据，平时按照死区的定义接收有变化的数据。

缺省60秒。

m）建立Controller，并指定Deadband。

n）建点，这里做2个点，一个是模拟点，一个是状态点

模拟点

状态点

如果OPC点是可以读写的，则还需在Control选项卡中设置源参数和目标参数，如果没有特殊要求，源地址与目标地址可以与PV地址一致，如图：

o）在Station中激活Channel和Controller，并进入刚建好点的点细目，查看状态

如图，模拟点可以通过SP进行写操作

如图，状态点可以通过OP进行写操作

2.4.

3.附录

3.1.OPC专用术语

CLSID（ClassIdentifier，类ID）

CLSID，即类ID（类标识），“通用唯一标识符”（UUID），用于标识COM组件。

每个COM组件在Windows注册表中都有自己的CLSID，以便让其他应用程序加载。

Group（组）

在OPC对象结构中，使用同一更新速率（Update）和死区（Deadband）的Item的集合

Item（项）

OPCServer中的一个单一的数据源

OPC（OLEforProcessControl，专用于过程控制的OLE技术）

OPC（OLEforProcessControl,用于过程控制的OLE）是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。

遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。

基于微软的OLE（现在的ActiveX）、COM（部件对象模型）和DCOM（分布式部件对象模型）技术。

OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。

OPC全称是OLEforProcessControl，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。

在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。

由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。

通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。

在这种情况下，OPC标准应运而生。

OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。

COM是ComponentObjectModel的缩写，是所有OLE机制的基础。

COM是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。

这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的。

例如，用户可以使用C++语言创建一个Windows对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可以访问该对象提供的各种功能，用户可以使用VisualBasic，C，Pascal，Smalltalk或其它语言编写对象访问程序。

在WindowsNT4.0操作系统下，COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上，COM的这个扩展被称为DCOM（DistributedCOM）。

通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。

OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语言环境提供访问机制。

这两种接口是：

自动化接口（Automationinterface）；自定义接口（Custominterface）。

自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的标准接口，可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等编程语言开发OPC服务器的客户应用。

而自定义接口是专门为C++等高级编程语言而制定的标准接口。

OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利，用户不用为通讯协议的难题而苦恼。

任何一家自动化软件解决方案的提供者，如果它不能全方位地支持OPC，则必将被历史所淘汰。

ProgID（ProgrammaticIdentifier应用程序标识）

每一个COM组件都需要指定一个CLSID，并且不能重名，CLSID表示使用一个具有16个字节的数字（例如：

86A70E6F-3F1C-46B5-86F9-C21DAD69C756就是一个类标识），每个CLSID都在系统的注册表中被注册，它表示组件的实际路径，保证了组件路径的透明性，每一个类标识（CLSID）都可以有一个与之关联的ProgID，ProgID是以字符串的方式来标识一个CLSID，与CLSID的16字节的标识相比，ProgID比较容易记忆，其格式为：

..

UpdateRate（更新速率）

在OPCServer中Item的更新速率

3.2.获得ProgID的方法

每一个OPCServer在本机范围内都有一个唯一的识别类名，称之为ProgID。

当安装完OPCServer后会注册到系统COM类型库中。

当我们需要与OPCServer进行通信时，必须要知道相应的OPCServer的ProgID名。

通常情况下，不需要专门记忆某个ProgID，只需要掌握一般方法即可：

p）在与第三方OPCServer进行通信时，对方应提供这个ProgID。

例如，honeywellExperion中所提供的通用OPCServer为：

HWHsc.OPCServer，其名称是固定的。

q）通过通用的OPCClient软件可以枚举出指定机器或IP中的ProgID名及其简要描述，从中可以选择并记录需要的ProgID。

大部分OPCClient均提供这种枚举方式。

r）如果在Station中组态OPCDisplayClient，在输入了第三方OPCServer的机器名或IP后，在ServerProgID项中会自动枚举出对方机器中所有的PrigID（如图），从中选择需要的即可。

3.3.利用通用OPCClient与OPCServer通信

免费的OPCClient软件非常多，在这里推荐2款比较好的软件：

s）第一款软件是：

OPCClient，这款软件是一个绿色软件，不需要安装，使用简单，通常用于单纯的测试与OPCServer的连接，在现场调试时或做一些简单测试时推荐使用这款软件。

t）另一款软件是：

MatrikonOPC，这款软件需要安装，并且可以选择同时安装一个OPCServer，也就是说，MatrikonOPC同时包括了OPCServer和OPCClient的功能。

与ExperionOPCServer一样，MatrikonOPC的OPCServer功能也是通用的OPCServer，我们可以通过这款软件测试所有的Experion的OPC功能。

由于OPC客户端软件的操作基本上都类似，所以这里以“OPCClient”为例，说明OPC客户端软件的使用和测试方法。

OPCClient是一款绿色软件，不需要安装就可以直接运行程序。

这里，我们的例子是以OPCClient作为OPC的客户端程序，以Martikon作为OPC服务器端程序。

服务器端程序只需要在运行后，添加几个自定义点即可，下面重点将OPCClient的使用方法做一个详细的说明。

u）MatrikonOPCServer的ProgID为：

Matrikon.OPC.Simulation.1

v）MatrikonOPCServer安装在本机上，即客户端与服务器端在同一台机器上（注：

当客户端与服务器端不在同一台机上时，当客户端需要访问OPC服务器时，还需要对服务器端的DCOM进行一些权限配置，对于这些配置可参见附录配置OPCServer上的DCOM部分的描述）

w）运行Matrikon的OPCServer仿真程序MatrikonOPCServerforSimulation，并添加若干自定义点，如图所示，我们为MatrikonOPCServer添加了4个点（fd、fd_1、fd_Point1、fd_Point2）以及这4个点的上一级结构（fd1），从OPCClient的角度来看，可以认为一共有5个点，这5个点及其属性参数均可以通过客户端程序查询和读写。

（注：

在本文档中，与第三方OPCServer的测试，如没有特殊说明，均以这几个点为例）

x）运行OPCClient程序，并选择菜单OPC->Connect,如图

y）在弹出的SelectOPCServer对话框中选择Matrikon的OPCServerProgID（如果是本机，ServerNode一项可以为空），并点击OK。

zz）连接后，OPCClient窗口的标题会变为OPCServer的ProgID名称（如图），这时选择菜单OPC->ServerStatus，来查看OPCServer的运行状态，一定要确认图中红圈标注出的状态为Running。

aa）我们在做测试时，不需要建立多个Group（组），只需用使用默认的GroupOne即可，所以，这时候我们就可以添加Item了，如图所示，选择菜单OPC->AddItem，会弹出“AddItem”对话框，在对话框中，打开Root树形结构，就可以看到之前在MatrikonOPCServer中建立的点结构及其参数结构。

bb）在这里以点“fd_Point1”为例，选择了这个点以及我们在MatrikonOPCServer中定义的参数“PV”，选择后，ItemName项目中会自动显示将要添加的Item点参数。

选择了点参数之后，单击“AddItem”即可。

cc）添加完Item后，在主窗口中就可以看到已添加的Item，以及实时值和更新时间等信息，如果看到了数值和更新时间，则表明OPCClient与OPCServer之间的通信都正常

dd）如果这个点参数是可以Read/Write的，还可以测试Write过程。

如图，右键单击点名，选择菜单中“WriteValuetoItem”，在弹出对话框中输入测试值，这里是“55”，单击OK后，指定点参数值变为55，则表明这个点参数的OPCWrite功能是允许和可用的

3.4.配置OPCServer机器上的DCOM

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