專利名稱：基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于各類工礦企業(yè)、風(fēng)電場、光伏電站等工業(yè)現(xiàn)場的嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
眾所周知，OPC(全稱是 Object Linking and Embedding for ProcessControl,為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁)的出現(xiàn)提高了工業(yè)現(xiàn)場過程控制系統(tǒng)與企業(yè)上層應(yīng)用系統(tǒng)之間的互操作性，促進(jìn)了工業(yè)過程控制向標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化的方向發(fā)展，目前，在很多工礦企業(yè)中還存在工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電力監(jiān)控系統(tǒng)多系統(tǒng)并存的情況，由于工礦企業(yè)設(shè)備的多樣性，相應(yīng)的通訊規(guī)約各不相同，往往導(dǎo)致軟件開發(fā)任務(wù)繁 重、難度增大，并且實(shí)現(xiàn)的效果也不盡如意，因此，將OPC技術(shù)引入其中，能實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的無縫連接，很好的解決了多系統(tǒng)互聯(lián)問題，目前，OPC技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但現(xiàn)階段OPC技術(shù)的應(yīng)用均基于Windows操作系統(tǒng)的平臺，由于Windows操作系統(tǒng)比較復(fù)雜，體積大、功耗高、不可裁剪、可靠性低，阻礙了 OPC技術(shù)引入工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的快速發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供的嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，取代原有OPC技術(shù)的基于Windows操作系統(tǒng)平臺，具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優(yōu)點(diǎn)，推進(jìn)OPC技術(shù)引入工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，能夠應(yīng)用于各類工礦企業(yè)、風(fēng)電場、光伏電站等工業(yè)控制現(xiàn)場。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是—種基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器,其特征在于包括OPC客戶端，用于主動(dòng)連接OPC服務(wù)器，并根據(jù)所需數(shù)據(jù)建立OPC組對象和OPC項(xiàng)對象；共享內(nèi)存，用于保存各種協(xié)議之間的實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)；協(xié)議處理子模塊，用于周期性掃描共享內(nèi)存，將變化的數(shù)據(jù)打包為相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包，發(fā)送至遠(yuǎn)程調(diào)度中心以及接收遠(yuǎn)程調(diào)度中心的遙控、遙調(diào)信息后調(diào)用OPC客戶端實(shí)時(shí)寫入OPC服務(wù)器中，并傳送給現(xiàn)場設(shè)備。所述OPC客戶端通過OPC服務(wù)器現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過共享內(nèi)存與協(xié)議處理子模塊數(shù)據(jù)交互，所述協(xié)議處理子模塊與遠(yuǎn)程調(diào)度中心通信連接。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括看門狗模塊，用于監(jiān)視OPC客戶端、共享內(nèi)存、協(xié)議轉(zhuǎn)換子模塊的運(yùn)行狀態(tài)，在異常發(fā)生時(shí)進(jìn)行復(fù)位處理。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述各種協(xié)議包括電力專用通訊規(guī)約IEC104、IEClOl和CDT。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述OPC客戶端包括服務(wù)器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項(xiàng)對象模塊，所述服務(wù)器對象模塊，用于本地服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器連接的創(chuàng)建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；OPC組對象模塊，用于OPC項(xiàng)對象的添加與移除以及數(shù)據(jù)訪問相關(guān)屬性的設(shè)置；OPC項(xiàng)對象模塊，用于讀取或?qū)懭隣PC項(xiàng)對象的訪問路徑、訪問權(quán)限、時(shí)間戳標(biāo)志以及相關(guān)屬性的設(shè)置。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述相關(guān)屬性包括數(shù)據(jù)刷新率、服務(wù)器與客戶端時(shí)差和數(shù)據(jù)刷新死區(qū)。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述OPC客戶端設(shè)有用于查詢服務(wù)器列表的接口。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于0PC客戶端與OPC服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信方式包括同步通信方式和異步通信方式。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器,其特征在于所述異步通信方式包括數(shù)據(jù)訂閱、異步寫入兩種數(shù)據(jù)交換方式。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過電力專用通訊規(guī)約協(xié)議(IEC104、IEC 101、OTT)將采集的實(shí)時(shí)信息上傳遠(yuǎn)方調(diào)度中心，同時(shí)接受來自調(diào)度中心的各類指令(遙控、遙調(diào)等)，取代原有OPC技術(shù)的基于Windows操作系統(tǒng)平臺，具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優(yōu)點(diǎn)，推進(jìn)OPC技術(shù)引入工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，能夠應(yīng)用于各類工礦企業(yè)、風(fēng)電場、光伏電站等工業(yè)控制現(xiàn)場。


圖1是本發(fā)明的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明OPC客戶端將程序標(biāo)示ProgID到類標(biāo)示CLSID的轉(zhuǎn)換工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明取代原有OPC技術(shù)的基于Windows操作系統(tǒng)平臺，采用嵌入式VxWorks操作系統(tǒng)平臺實(shí)現(xiàn)的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，由于VxWorks操作系統(tǒng)具有可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)及可剪裁性，因此，本發(fā)明基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，同時(shí)具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優(yōu)點(diǎn)，如圖1所示，包括OPC客戶端，用于主動(dòng)連接OPC服務(wù)器，并根據(jù)所需數(shù)據(jù)建立OPC組對象和OPC項(xiàng)對象，針對各類工礦企業(yè)、風(fēng)電場、光伏電站等工業(yè)控制現(xiàn)場均為遠(yuǎn)程控制，OPC客戶端既能實(shí)現(xiàn)與本地服務(wù)器的連接，也能實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的連接，OPC客戶端可通過組對象對其相關(guān)的項(xiàng)對象進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問和傳輸，數(shù)據(jù)的訪問和傳輸包括異步讀、異步寫和訂閱方式；OPC客戶端在OPC服務(wù)器異?；驍嚅_連接時(shí)可向客戶發(fā)出異常通知；共享內(nèi)存，用于保存各種協(xié)議之間的實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，這里的各種協(xié)議包括電力專用通訊規(guī)約 IEC104、IEClOl、CDT ；協(xié)議處理子模塊，用于周期性掃描共享內(nèi)存，將變化的數(shù)據(jù)打包為相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包，發(fā)送至遠(yuǎn)程調(diào)度中心以及接收遠(yuǎn)程調(diào)度中心的遙控、遙調(diào)信息后調(diào)用OPC客戶端實(shí)時(shí)寫入OPC服務(wù)器中，并傳送給現(xiàn)場設(shè)備。所述OPC客戶端通過OPC服務(wù)器現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，OPC客戶端與OPC服務(wù)器之間的通信方式包括同步通信方式和異步通信方式，OPC客戶端還通過共享內(nèi)存與協(xié)議處理子模塊數(shù)據(jù)交互，所述協(xié)議處理子模塊與遠(yuǎn)程調(diào)度中心通信連接。基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器還包括看門狗模塊，用于監(jiān)視OPC客戶端、共享內(nèi)存、協(xié)議轉(zhuǎn)換子模塊的運(yùn)行狀態(tài)，在異常發(fā)生時(shí)進(jìn)行復(fù)位處理。所述OPC客戶端包括服務(wù)器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項(xiàng)對象模塊，所述服務(wù)器對象模塊，用于本地服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器連接的創(chuàng)建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；0PC組對象模塊，用于OPC項(xiàng)對象的添加與移除以及數(shù)據(jù)訪問相關(guān)屬性的設(shè)置；0PC項(xiàng)對象模塊，用于讀取或?qū)懭隣PC項(xiàng)對象的訪問路徑、訪問權(quán)限、時(shí)間戳標(biāo)志以及相關(guān)屬性的設(shè)，這里的相關(guān)屬性包括數(shù)據(jù)刷新率、服務(wù)器與客戶端時(shí)差和數(shù)據(jù)刷新死區(qū)。OPC客戶端能夠在本地將最終用戶輸入的ProgID (程序標(biāo)識)轉(zhuǎn)換成CLSID (類標(biāo)識)，但在遠(yuǎn)程連接通信時(shí)，OPC客戶端將無法確知遠(yuǎn)程主機(jī)上到底運(yùn)行了幾個(gè)OPC服務(wù)器。對此，這里定義了 OPC標(biāo)準(zhǔn)的IOPCServerList接口，如圖2所示，用于ProgID到CLSID的轉(zhuǎn)換工作流程為OPC客戶端使用IOPCServerList接口定義的標(biāo)準(zhǔn)CLSID — IID_IOPCServerList，完成OPCEnum枚舉器對象的創(chuàng)建，用戶即得知該組件服務(wù)器上提供的所有OPC服務(wù)器列表，并完成ProgID到CLSID的轉(zhuǎn)換。OPC客戶端還定義了兩種不同的數(shù)據(jù)通信方式同步通信方式和異步通信方式，如表I對OPC客戶端數(shù)據(jù)訪問方式進(jìn)行了總結(jié)，同步通訊時(shí)，OPC客戶程序調(diào)用相應(yīng)接口對OPC服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)操作，此時(shí)OPC客戶端調(diào)用線程將阻塞，直到OPC服務(wù)器完成相應(yīng)操作并返回操作結(jié)果。OPC客戶端可以指定讀寫OPC緩存或讀寫設(shè)備，因?yàn)樵O(shè)備讀寫速度較慢，同步數(shù)據(jù)傳輸可能導(dǎo)致OPC客戶程序的長時(shí)間阻塞。因此同步通訊僅適用于OPC客戶程序較少，數(shù)據(jù)量較小時(shí)的場合。表IOPC客戶端數(shù)據(jù)訪問方式
權(quán)利要求
1.基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于包括OPC客戶端，用于主動(dòng)連接OPC服務(wù)器，并根據(jù)所需數(shù)據(jù)建立OPC組對象和OPC項(xiàng)對象；共享內(nèi)存，用于保存各種協(xié)議之間的實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)；協(xié)議處理子模塊，用于周期性掃描共享內(nèi)存，將變化的數(shù)據(jù)打包為相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包， 發(fā)送至遠(yuǎn)程調(diào)度中心以及接收遠(yuǎn)程調(diào)度中心的遙控、遙調(diào)信息后調(diào)用OPC客戶端實(shí)時(shí)寫入 OPC服務(wù)器中，并傳送給現(xiàn)場設(shè)備；所述OPC客戶端通過OPC服務(wù)器現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過共享內(nèi)存與協(xié)議處理子模塊數(shù)據(jù)交互，所述協(xié)議處理子模塊與遠(yuǎn)程調(diào)度中心通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括看門狗模塊，用于監(jiān)視OPC客戶端、共享內(nèi)存、協(xié)議轉(zhuǎn)換子模塊的運(yùn)行狀態(tài)，在異常發(fā)生時(shí)進(jìn)行復(fù)位處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述各種協(xié)議包括電力專用通訊規(guī)約IEC104、IEC101、⑶T。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述 OPC客戶端包括服務(wù)器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項(xiàng)對象模塊，所述服務(wù)器對象模塊， 用于本地服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器連接的創(chuàng)建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；OPC組對象模塊，用于OPC項(xiàng)對象的添加與移除以及數(shù)據(jù)訪問相關(guān)屬性的設(shè)置；OPC項(xiàng)對象模塊，用于讀取或?qū)懭隣PC項(xiàng)對象的訪問路徑、訪問權(quán)限、時(shí)間戳標(biāo)志以及相關(guān)屬性的設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述相關(guān)屬性包括數(shù)據(jù)刷新率、服務(wù)器與客戶端時(shí)差和數(shù)據(jù)刷新死區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述 OPC客戶端設(shè)有用于查詢服務(wù)器列表的接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于0PC客戶端與OPC服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信方式包括同步通信方式和異步通信方
式。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述異步通信方式包括數(shù)據(jù)訂閱、異步寫入兩種數(shù)據(jù)交換方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于嵌入式VxWorks的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括OPC客戶端，用于主動(dòng)連接OPC服務(wù)器，并根據(jù)所需數(shù)據(jù)建立OPC組對象和OPC項(xiàng)對象；共享內(nèi)存，用于保存各種協(xié)議之間的實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)；協(xié)議處理子模塊，用于周期性掃描共享內(nèi)存，將變化的數(shù)據(jù)打包為相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包，發(fā)送至遠(yuǎn)程調(diào)度中心以及接收遠(yuǎn)程調(diào)度中心的遙控、遙調(diào)信息后調(diào)用OPC客戶端實(shí)時(shí)寫入OPC服務(wù)器中，并傳送給現(xiàn)場設(shè)備。本發(fā)明的OPC協(xié)議轉(zhuǎn)換器，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優(yōu)點(diǎn)，推進(jìn)OPC技術(shù)引入工業(yè)過程控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，能夠應(yīng)用于各類工礦企業(yè)、風(fēng)電場、光伏電站等工業(yè)控制現(xiàn)場。
文檔編號H04L29/06GK103001843SQ20121047863
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者張建周, 李永國, 嚴(yán)濤松 申請人:南京中德保護(hù)控制系統(tǒng)有限公司