利用opc技术将qcs系统无缝集成到dcs系统平台的方法
【专利摘要】本发明公开了利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，解决了QCS与DCS独立造成的资源浪费，通讯难的问题。该方法包括步骤：（a）QCS系统数据处理软件的所有数据在内存里均以哈希树结构存放，在哈希树的每个节点上分配专属的字符串标签；（b）OPC服务器软件提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问标准接口；（c）QCS系统服务器通过OPC服务器软件的标准接口和DCS系统服务器相连接，将QCS系统数据处理软件提供的所有数据通过OPCItem公布出来。本发明方法简单，系统结构简单，将QCS系统无缝集成到DCS系统中，实现DCS系统和QCS系统独立运行和数据共享的目的，并且因其共用一个操作平台，不会造成资源浪费，DCS系统和QCS系统通讯快捷，具有很高的实用价值。
【专利说明】利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于系统集成领域，具体涉及利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法。
【背景技术】
[0002]QCS (Quality Control System )质量控制系统,是集检测技术,现场总线、运动控制、数据分析、计算机技术、过程控制为一体的复杂的在线测量设备。被广泛使用在造纸、薄膜生产等领域，用来实时检测纸张、薄膜等的克重、水分、厚度、灰分、色度等指标。
[0003]DCS (Distributed Control System)集散控制系统,是随着工业自动化不断进步和过程控制要求越来越复杂情况下诞生的综合控制系统，它是计算机技术、系统控制技术、网络通信、现场总线以及多媒体技术相结合的产物，在提供强大控制能力的同时，也提供了友好的人机界面。目前在电力、化工、造纸、水泥制造等领域广泛使用。
[0004]早期的QCS系统大多集成在DCS/PLC系统中，而DCS/PLC是以过程控制为主，QCS涉及运动控制、高速数据处理、数据采集、现场总线、TCP/IP等，并非DCS/PLC擅长领域，另外，QCS集成在DCS/PLC中，有可能会和其他过程控制设备共享CPU处理能力，进一步削弱了其性能。这一矛盾随着纸机车速不断提升，幅宽越来越大，以过程控制为主要目的DCS在运动控制、高速数据采集及处理等方面越来越难以满足要求，QCS厂商开始逐步将QCS从DCS中独立出来，利用ARM等高速嵌入式MCU独立完成QCS系统的系列任务，在上位机上独立开发控制及人机界面。采用了专用处理器后，不再像之前那样，和DCS其他设备共享处理器，处理能力大幅提升，可以完全满足快速处理和高速计算的需要，QCS从DCS独立出来后，使用高速MCU，处理能力大幅提升，能够很好地适应纸机的高速宽幅发展要求，但同时也带来以下弊端:
(1)QCS和DCS完全分离，工厂需要为QCS配置单独的电脑(多客户端时，可能需要增加更多的监视电脑)，不仅浪费资金，也浪费空间；
(2)QCS和DCS分成了两个独立的部分，它们甚至可以是不同厂家的产品，因此它们之间的通讯也成了一个难题；
(3)QCS系统在接入到工厂MES系统或者ERP系统时，因为没有统一的接口，很难进行。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术的不足，本发明提供利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，解决了 QCS与DCS独立造成的资源浪费，通讯难的问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，包括如下步骤:
(a)QCS系统数据处理软件的所有数据在内存里均以哈希树结构存放，在哈希树的每个节点上分配专属的字符串标签；
(b)OPC服务器软件提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问标准接口 ； (C) QCS系统服务器通过OPC服务器软件的标准接口和DCS系统服务器相连接，将QCS系统数据处理软件提供的所有数据通过OPC Item公布出来。
[0007]OPC Item:0PC是以组(group)和标签(item)的方式来组织数据的,每一项被公布的数据，就是一个标签，标签可以用分组的方式进行管理。
[0008]数据公布即从QCS系统数据处理软件中检索、获取数据，然后以OPC服务器软件的标准接口的方式对外发布，在本发明中，即DCS系统可在OPC Item检索、获取并公布出来后访问QCS系统数据处理软件提供的所有数据，相反方向地，可以接受外部的写请求，去修改QCS内部数据。
[0009]具体地，所述所有数据包括过程数据和参数数据。
[0010]进一步地,所述参数数据包括配置参数、工作参数、数据处理参数。
[0011 ] 更进一步地，所述OPC服务器软件依照OPC协议规范提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问标准接口。
[0012]再进一步地，所述DCS系统服务器还定制专用数组操作组件，并利用DCS的脚本功能提供OPC Item和专用数组操作组件的数据连接。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(1)本发明QCS系统数据处理软件的所有数据(包括过程数据和参数数据)在内存里均以哈希树结构存放，在哈希树的每个节点上分配专属的字符串标签，根据这些字符串标签可以快速检索数据，完成存取任务；
(2)本发明OPC服务器软件依照OPC协议规范提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问等标准接口，DCS系统通过OPC服务器软件的标准接口访问QCS数据，实现在同一操作平台上DCS系统和QCS系统独立运行并共享数据的目的；
(3)本发明在同一操作平台上DCS系统和QCS系统独立运行并共享数据，节约了硬件资源和成本，避免资源的浪费；
(4)本发明DCS系统单独定制专用的数组操作组件，并利用DCS的脚本功能提供OPCItem和数组操作组件的数据连接，实现DCS系统通过OPC Item与QCS系统之间数据的传输，并处理QCS系统中以数组形式提供的数据，处理灵活，功能稳定齐全；
(5)本发明方法简单，系统结构简单，将QCS系统无缝集成到DCS系统中，实现DCS系统和QCS系统独立运行和数据共享的目的，并且因其共用一个操作平台，不会造成资源浪费，DCS系统和QCS系统通讯快捷，具有很高的实用价值。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0015]市场上有部分QCS厂家为自家的QCS系统开发了 OPC服务器软件，但这类软件只解决了对外提供过程数据的问题，并无能力将QCS系统无缝集成到DCS系统中。这是因为QCS系统作为一个完整的产品，除了过程数据外，还有数量众多的配置参数、工作参数、数据处理参数等等(后文简称参数数据)，其他QCS厂家目前并没有把所有数据通过OPC服务器公布出来，因此，DCS系统只能部分地得到过程数据，许多操作还必须依赖QCS操作员及其软件，DCS系统无法替代QCS系统全部的操作。
[0016]本发明把过程数据和参数数据都通过OPC服务器软件公布出来，相当于把QCS系统当作一个现场设备(只不过这台设备比普通意义的现场设备要复杂得多)，这台设备上面的所有数据都通过以太网总线，以OPC接口的方式和DCS服务器相连接，目前，几乎所有的DCS系统软件都支持OPC接口，通过这个方法，QCS系统可以完整集成到DCS系统中。由于二者已经是一个整体，因此，QCS系统和DCS系统的通讯问题也就不复存在了。
[0017]要做到这一点，要求QCS系统的OPC服务器软件具备快速处理大量数据的能力外，还需要QCS数据处理软件架构良好，具备提供参数数据的能力。我们采取了以下方法，实现了 QCS系统在DCS系统上的完美集成。
实施例
[0018]利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，包括步骤:
Ca)重新规划和编写了 QCS系统数据处理软件，QCS系统数据处理软件的所有数据(包括过程数据和参数数据)在内存里均以哈希树结构存放，在哈希树的每个节点上分配专属的字符串标签，根据这些字符串标签可以快速检索数据，完成存取任务；
(b)重新规划和编写OPC服务器软件，OPC服务器软件依照OPC协议规范提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问等标准接口 ；
(c)QCS系统服务器通过OPC服务器软件标准接口和DCS系统服务器相连接，将QCS系统数据处理软件提供的所有数据(包括过程数据和参数数据)通过OPC Item公布出来。
[0019]DCS系统作为OPC客户端，可以通过OPC服务器软件的标准接口访问QCS数据，目前，基本上所有的DCS系统都提供了对OPC DA Server的访问支持。
[0020]由于QCS系统中大量的数据是以数组形式提供的(定量、水分、厚度、灰分的横幅曲线等)，但很多DCS系统并没有提供支持数组操作的组件，因此，本发明中，DCS系统单独定制专用的数组操作组件，并利用DCS的脚本功能提供OPC Item和数组操作组件的数据连接，实现DCS系统通过OPC Item与QCS系统之间数据的传输，并处理QCS系统中以数组形式提供的数据。
[0021]按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，其特征在于，包括如下步骤: (a)QCS系统数据处理软件的所有数据在内存里均以哈希树结构存放，在哈希树的每个节点上分配字符串标签； (b)OPC服务器软件提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问标准接口 ； (c)QCS系统服务器通过OPC服务器软件的标准接口和DCS系统服务器相连接，将QCS系统数据处理软件提供的所有数据通过OPC Item公布出来。
2.根据权利要求1所述的利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，其特征在于，所述所有数据包括过程数据和参数数据。
3.根据权利要求2所述的利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，其特征在于，所述参数数据包括配置参数、工作参数、数据处理参数数据。
4.根据权利要求1所述的利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，其特征在于，所述OPC服务器软件依照OPC协议规范提供通用的连接、浏览、枚举、数据访问标准接口。
5.根据权利要求1所述的利用OPC技术将QCS系统无缝集成到DCS系统平台的方法，其特征在于，所述DCS系统服务器还定制有数组操作组件，并利用DCS的脚本功能提供OPCItem和数组操作组件的数据连接。
【文档编号】G05B19/418GK104181891SQ201410426813
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】莫建军, 李余, 周勇 申请人:绵阳同成智能装备股份有限公司