專利名稱：基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及工業過程控制技術領域，具體涉及一種應用于各類工礦企業、風電場、光伏電站等工業現場的嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器。
背景技術：
眾所周知，OPC(全稱是 Object Linking and Embedding for ProcessControl,為基于Windows的應用程序和現場過程控制應用建立了橋梁)的出現提高了工業現場過程控制系統與企業上層應用系統之間的互操作性，促進了工業過程控制向標準化和統一化的方向發展，目前，在很多工礦企業中還存在工業過程控制系統與電力監控系統多系統并存的情況，由于工礦企業設備的多樣性，相應的通訊規約各不相同，往往導致軟件開發任務繁 重、難度增大，并且實現的效果也不盡如意，因此，將OPC技術引入其中，能實現工業過程控制系統與電氣控制系統的無縫連接，很好的解決了多系統互聯問題，目前，OPC技術已經得到了廣泛的應用，但現階段OPC技術的應用均基于Windows操作系統的平臺，由于Windows操作系統比較復雜，體積大、功耗高、不可裁剪、可靠性低，阻礙了 OPC技術引入工業過程控制系統與電氣控制系統的快速發展。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的問題，本發明提供的嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，取代原有OPC技術的基于Windows操作系統平臺，具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優點，推進OPC技術引入工業過程控制系統與電氣控制系統的快速發展，能夠應用于各類工礦企業、風電場、光伏電站等工業控制現場。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是—種基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器,其特征在于包括OPC客戶端，用于主動連接OPC服務器，并根據所需數據建立OPC組對象和OPC項對象；共享內存，用于保存各種協議之間的實時交換數據；協議處理子模塊，用于周期性掃描共享內存，將變化的數據打包為相應的協議數據包，發送至遠程調度中心以及接收遠程調度中心的遙控、遙調信息后調用OPC客戶端實時寫入OPC服務器中，并傳送給現場設備。所述OPC客戶端通過OPC服務器現場設備進行數據交互，并通過共享內存與協議處理子模塊數據交互，所述協議處理子模塊與遠程調度中心通信連接。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于還包括看門狗模塊，用于監視OPC客戶端、共享內存、協議轉換子模塊的運行狀態，在異常發生時進行復位處理。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述各種協議包括電力專用通訊規約IEC104、IEClOl和CDT。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述OPC客戶端包括服務器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項對象模塊，所述服務器對象模塊，用于本地服務器和遠程服務器連接的創建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；OPC組對象模塊，用于OPC項對象的添加與移除以及數據訪問相關屬性的設置；OPC項對象模塊，用于讀取或寫入OPC項對象的訪問路徑、訪問權限、時間戳標志以及相關屬性的設置。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述相關屬性包括數據刷新率、服務器與客戶端時差和數據刷新死區。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述OPC客戶端設有用于查詢服務器列表的接口。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于0PC客戶端與OPC服務器之間的數據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協議轉換器,其特征在于所述異步通信方式包括數據訂閱、異步寫入兩種數據交換方式。本發明的有益效果是本發明提供的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，通過電力專用通訊規約協議(IEC104、IEC 101、OTT)將采集的實時信息上傳遠方調度中心，同時接受來自調度中心的各類指令(遙控、遙調等)，取代原有OPC技術的基于Windows操作系統平臺，具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優點，推進OPC技術引入工業過程控制系統與電氣控制系統的快速發展，能夠應用于各類工礦企業、風電場、光伏電站等工業控制現場。
圖1是本發明的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器的系統框圖。圖2是本發明OPC客戶端將程序標示ProgID到類標示CLSID的轉換工作流程圖。
具體實施例方式下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。本發明取代原有OPC技術的基于Windows操作系統平臺，采用嵌入式VxWorks操作系統平臺實現的OPC協議轉換器，由于VxWorks操作系統具有可靠性高、實時性強及可剪裁性，因此，本發明基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，同時具有體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優點，如圖1所示，包括OPC客戶端，用于主動連接OPC服務器，并根據所需數據建立OPC組對象和OPC項對象，針對各類工礦企業、風電場、光伏電站等工業控制現場均為遠程控制，OPC客戶端既能實現與本地服務器的連接，也能實現與遠程服務器的連接，OPC客戶端可通過組對象對其相關的項對象進行數據訪問和傳輸，數據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服務器異常或斷開連接時可向客戶發出異常通知；共享內存，用于保存各種協議之間的實時交換數據，這里的各種協議包括電力專用通訊規約 IEC104、IEClOl、CDT ；協議處理子模塊，用于周期性掃描共享內存，將變化的數據打包為相應的協議數據包，發送至遠程調度中心以及接收遠程調度中心的遙控、遙調信息后調用OPC客戶端實時寫入OPC服務器中，并傳送給現場設備。所述OPC客戶端通過OPC服務器現場設備進行數據交互，OPC客戶端與OPC服務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存與協議處理子模塊數據交互，所述協議處理子模塊與遠程調度中心通信連接。基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器還包括看門狗模塊，用于監視OPC客戶端、共享內存、協議轉換子模塊的運行狀態，在異常發生時進行復位處理。所述OPC客戶端包括服務器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項對象模塊，所述服務器對象模塊，用于本地服務器和遠程服務器連接的創建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；0PC組對象模塊，用于OPC項對象的添加與移除以及數據訪問相關屬性的設置；0PC項對象模塊，用于讀取或寫入OPC項對象的訪問路徑、訪問權限、時間戳標志以及相關屬性的設，這里的相關屬性包括數據刷新率、服務器與客戶端時差和數據刷新死區。OPC客戶端能夠在本地將最終用戶輸入的ProgID (程序標識)轉換成CLSID (類標識)，但在遠程連接通信時，OPC客戶端將無法確知遠程主機上到底運行了幾個OPC服務器。對此，這里定義了 OPC標準的IOPCServerList接口，如圖2所示，用于ProgID到CLSID的轉換工作流程為OPC客戶端使用IOPCServerList接口定義的標準CLSID — IID_IOPCServerList，完成OPCEnum枚舉器對象的創建，用戶即得知該組件服務器上提供的所有OPC服務器列表，并完成ProgID到CLSID的轉換。OPC客戶端還定義了兩種不同的數據通信方式同步通信方式和異步通信方式，如表I對OPC客戶端數據訪問方式進行了總結，同步通訊時，OPC客戶程序調用相應接口對OPC服務器進行相關操作，此時OPC客戶端調用線程將阻塞，直到OPC服務器完成相應操作并返回操作結果。OPC客戶端可以指定讀寫OPC緩存或讀寫設備，因為設備讀寫速度較慢，同步數據傳輸可能導致OPC客戶程序的長時間阻塞。因此同步通訊僅適用于OPC客戶程序較少，數據量較小時的場合。表IOPC客戶端數據訪問方式
權利要求
1.基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于包括OPC客戶端，用于主動連接OPC服務器，并根據所需數據建立OPC組對象和OPC項對象；共享內存，用于保存各種協議之間的實時交換數據；協議處理子模塊，用于周期性掃描共享內存，將變化的數據打包為相應的協議數據包， 發送至遠程調度中心以及接收遠程調度中心的遙控、遙調信息后調用OPC客戶端實時寫入 OPC服務器中，并傳送給現場設備；所述OPC客戶端通過OPC服務器現場設備進行數據交互，并通過共享內存與協議處理子模塊數據交互，所述協議處理子模塊與遠程調度中心通信連接。
2.根據權利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于還包括看門狗模塊，用于監視OPC客戶端、共享內存、協議轉換子模塊的運行狀態，在異常發生時進行復位處理。
3.根據權利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述各種協議包括電力專用通訊規約IEC104、IEC101、⑶T。
4.根據權利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述 OPC客戶端包括服務器對象模塊、OPC組對象模塊和OPC項對象模塊，所述服務器對象模塊， 用于本地服務器和遠程服務器連接的創建、斷開以及OPC組對象的添加、移除；OPC組對象模塊，用于OPC項對象的添加與移除以及數據訪問相關屬性的設置；OPC項對象模塊，用于讀取或寫入OPC項對象的訪問路徑、訪問權限、時間戳標志以及相關屬性的設置。
5.根據權利要求4所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述相關屬性包括數據刷新率、服務器與客戶端時差和數據刷新死區。
6.根據權利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述 OPC客戶端設有用于查詢服務器列表的接口。
7.根據權利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于0PC客戶端與OPC服務器之間的數據通信方式包括同步通信方式和異步通信方
式。8.根據權利要求7所述的基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，其特征在于所述異步通信方式包括數據訂閱、異步寫入兩種數據交換方式。
全文摘要
本發明公開了一種基于嵌入式VxWorks的OPC協議轉換器，包括OPC客戶端，用于主動連接OPC服務器，并根據所需數據建立OPC組對象和OPC項對象；共享內存，用于保存各種協議之間的實時交換數據；協議處理子模塊，用于周期性掃描共享內存，將變化的數據打包為相應的協議數據包，發送至遠程調度中心以及接收遠程調度中心的遙控、遙調信息后調用OPC客戶端實時寫入OPC服務器中，并傳送給現場設備。本發明的OPC協議轉換器，結構簡單、體積小、功耗低、可靠性高、可裁剪的優點，推進OPC技術引入工業過程控制系統與電氣控制系統的快速發展，能夠應用于各類工礦企業、風電場、光伏電站等工業控制現場。
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 優先權日2012年11月22日
發明者張建周, 李永國, 嚴濤松 申請人:南京中德保護控制系統有限公司