計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中PC機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備通信軟件開發(fā)研究

王萌

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的誕生與普及性運(yùn)用為人們工作、學(xué)習(xí)以及生活帶來了極大的便利，而要想確保實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)性能的充分發(fā)揮，就需要針對當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成中所呈現(xiàn)出的問題進(jìn)行完善解決，尤其是要針對現(xiàn)場設(shè)備通信協(xié)議不統(tǒng)一、設(shè)備兼容性與通信軟件移植性差的問題進(jìn)行完善解決。本文就計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中PC機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備通信軟件的開發(fā)進(jìn)行了研究，以此來搭建出相應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)對存在問題的有效解決。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) PC機(jī) 現(xiàn)場設(shè)備 通信軟件 開發(fā)

基于信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，為了進(jìn)一步解決當(dāng)前現(xiàn)場設(shè)備不斷更新?lián)Q代以及軟件開發(fā)技術(shù)不斷優(yōu)化升級所帶來的問題，就需要在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場通信軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，確保軟件具備良好的集成性。而針對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中PC機(jī)與現(xiàn)場通信軟件的開發(fā)進(jìn)行研究，則能夠以統(tǒng)一通信接口的提供來確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成功能的有效實(shí)現(xiàn)，并提高現(xiàn)場通信軟件的性能，確保其具備良好的可拓展性與可維護(hù)性。

一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場通信軟件概述

基于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)下，OPC接口標(biāo)準(zhǔn)的制定促使OLE以及COM技術(shù)在工業(yè)過程控制中實(shí)現(xiàn)了完善運(yùn)用，而Windows通信能力的不斷提升，使得數(shù)據(jù)交換與共享變得方便快捷，加上現(xiàn)場總線在設(shè)計(jì)中逐漸融入了數(shù)字化技術(shù)，并且具備著良好的開放性，進(jìn)而在計(jì)算機(jī)過程控制中實(shí)現(xiàn)了廣泛運(yùn)用。通過對三者的融入使得全新系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)隨之誕生，且系統(tǒng)的靈活性與開放性隨之提升。而現(xiàn)場通訊軟件的運(yùn)用，則承擔(dān)著處理通信信息的功能，在處理多種現(xiàn)場設(shè)備信息的同時(shí)，需要將數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，并以統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口的提供來促使信息被高度共享與充分利用。而在信息技術(shù)與通訊技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，現(xiàn)場設(shè)備的種類在不斷增加，因此所提供的現(xiàn)場通信信息不僅多且復(fù)雜，因此，這就需要實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場通信軟件的升級處理，以此來適應(yīng)設(shè)備更新之需，并提高用戶體驗(yàn)度、滿足用戶的實(shí)際使用之需。

二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)PC機(jī)與現(xiàn)場通信軟件的開發(fā)

2.1現(xiàn)場設(shè)備通信軟件的體系結(jié)構(gòu)

基于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，集成工作實(shí)現(xiàn)的原理是需要將控制系統(tǒng)進(jìn)行抽象設(shè)計(jì)，以搭建出相應(yīng)的層次模型，具體而言為：第一，設(shè)備層。即將現(xiàn)場的通信設(shè)備，以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的方式與總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，相應(yīng)功能模塊的總線設(shè)備則實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制；第二，數(shù)據(jù)層。主要承擔(dān)著監(jiān)視與控制的功能。該層次主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的有效協(xié)調(diào)，以較高的自動(dòng)化控制與管理水平來滿足生產(chǎn)之需；第三，應(yīng)用層。在接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析整理，實(shí)現(xiàn)信息的集成并與網(wǎng)絡(luò)連接，以此來確保管理決策等功能的發(fā)揮?；谕ㄐ跑浖?，需要確保設(shè)備層與數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的通信，進(jìn)而才能夠在實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)管控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對信息的高效采集分析與處理。在實(shí)際開發(fā)的過程中，需要確?，F(xiàn)場通信軟件具備良好的開放性與通用性功能，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)，以簡化軟件構(gòu)造；同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)軟件功能模塊的搭建，在此基礎(chǔ)上，對功能模塊進(jìn)行分解，形成相互獨(dú)立的可復(fù)用通信控件，且提供統(tǒng)一的接口。

2.2現(xiàn)場總線與OPC技術(shù)

第一，在FF現(xiàn)場總線的層次結(jié)構(gòu)上，基于FF標(biāo)準(zhǔn)下，主要分為物理層、鏈路層以及應(yīng)用層，在OSI標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增加了用戶層，以此形成了FF體系結(jié)構(gòu)。第二，在OPC技術(shù)上，借助OLE/COM技術(shù)，使用的是客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)形式，其中，OPC邏輯對象模型總共有如下三類：一是OPC服務(wù)器對象、二是OPC組對象、三是OPC項(xiàng)目對象，而各類對象有著相應(yīng)的系列接口。

2.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)PC機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備通訊軟件的層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第一，通訊軟件的核心功能。要在實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備通信過程的協(xié)調(diào)處理，并實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)管，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備通信斜體的轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整理與打包。第二，各層次的功能。在物理層上，主要承擔(dān)著接入端口設(shè)置以及通信命令接收與發(fā)送的功能；在鏈路層上，承擔(dān)著鏈路層協(xié)議處理之功能，進(jìn)而確保實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)數(shù)據(jù)的傳輸、共享，并實(shí)現(xiàn)對通信介質(zhì)使用權(quán)分配問題的解決；在應(yīng)用層上，需要提供過程監(jiān)控與程序訪問的接口，并提供設(shè)備通信的服務(wù)與控制機(jī)制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的維護(hù)與管理。

總結(jié)：綜上，本文就計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)PC機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備通信軟件的設(shè)計(jì)問題展開了研究與探討，通過對現(xiàn)場設(shè)備通信軟件的體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場總線與OPC技術(shù)的分析，搭建了相應(yīng)軟件的體系結(jié)構(gòu)，為滿足當(dāng)前現(xiàn)場設(shè)備不斷更新之需并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成功能的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。