基于OPC技术的液位控制仿真实验平台设计

　　引言

　　以PLC、组态软件为单元，可以组成从简单到复杂的各种工业控制系统[1]。PLC可以实现复杂的逻辑编程及简单的算法编程，但是对于先进控制算法，如模糊控制算法等涉及到矩阵运算[2]，由于算法本身的复杂性，单纯依靠PLC编程功能已经不能满足要求;组态软件编程语言虽然简单，但大多数是脚本语言，在处理算法方面仍然存在诸多不便。因此，提出将算法写入VB(Visual Basic)程序的思路，借助VB的快速运算功能及丰富的函数库，可以方便的实现算法编写，求解输出值通过可靠的OPC接口反馈给组态软件[3]，最终实现对控制对象的控制。

　　本文正是基于上述思路，设计开发了基于组态王和VB的液位控制仿真实验平台。该平台简单可靠，本文在VB环境中编写了传统的PID控制算法，实现了对双容水箱液位的仿真控制。此外，在此平台上可以继续开发其他高级算法，避免了联机编程测试的繁琐性。

　　1. 组态王与VB的OPC通信

　　1.1 OPC通讯原理

　　现在常用的组态王和VB通信的接口有DDE和OPC，但在实际使用过程中，广大用户发现采用DDE在设备和控制系统之间传递实时信息并非理想的办法，因为它在传输性能和可靠性等方面都存在许多限制，另外DDE不适用于大量数据的高速数据采集，并且DDE从来没有为不同计算机之间的数据交换提供可靠的机制;OPC的产生有效的解决了此类问题[4]。

　　OPC是用于工业设备服务器的一种标准化接口。OPCServer可以让设备与各种支持0PC 的组态软件之间进行简明的、标准化的数据交换。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。OPC 以OLE/COM/DCOM机制作为应用程序级的通信标准，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技术的实现包括两个组成部分，OPC服务器部分及 OPC客户应用部分，其中OPCServer基本结构如图1所示。且在传输速率和可靠性方面，优于DDE接口，因此本文采用OPC接口完成VB与组态王数据通讯。

图 1 OPC Server基本结构图

　　1.2 OPC程序设计

　　为了方便用户使用组态王OPC Server功能，对组态王的实时数据进行访问，北京亚控为组态王OPC用户提供了kingvewcliend.dll动态链接库，其内部包含 StartCliend、ReadTag、WriteTag等丰富库函数。本方案在VB环境下，通过此动态链接库完成和组态王数据词典的动态数据交换，最终将下位机采集的数据通过OPC接口实时传输到组态王。