专利名称：基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业过程控制技术领域，具体涉及一种应用于各类工矿企业、风电场、光伏电站等工业现场的嵌入式VxWorks的OPC协议转换器。
背景技术：
众所周知，OPC(全称是 Object Linking and Embedding for ProcessControl,为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁)的出现提高了工业现场过程控制系统与企业上层应用系统之间的互操作性，促进了工业过程控制向标准化和统一化的方向发展，目前，在很多工矿企业中还存在工业过程控制系统与电力监控系统多系统并存的情况，由于工矿企业设备的多样性，相应的通讯规约各不相同，往往导致软件开发任务繁 重、难度增大，并且实现的效果也不尽如意，因此，将OPC技术引入其中，能实现工业过程控制系统与电气控制系统的无缝连接，很好的解决了多系统互联问题，目前，OPC技术已经得到了广泛的应用，但现阶段OPC技术的应用均基于Windows操作系统的平台，由于Windows操作系统比较复杂，体积大、功耗高、不可裁剪、可靠性低，阻碍了 OPC技术引入工业过程控制系统与电气控制系统的快速发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的问题，本发明提供的嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，取代原有OPC技术的基于Windows操作系统平台，具有体积小、功耗低、可靠性高、可裁剪的优点，推进OPC技术引入工业过程控制系统与电气控制系统的快速发展，能够应用于各类工矿企业、风电场、光伏电站等工业控制现场。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是—种基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器,其特征在于包括OPC客户端，用于主动连接OPC服务器，并根据所需数据建立OPC组对象和OPC项对象；共享内存，用于保存各种协议之间的实时交换数据；协议处理子模块，用于周期性扫描共享内存，将变化的数据打包为相应的协议数据包，发送至远程调度中心以及接收远程调度中心的遥控、遥调信息后调用OPC客户端实时写入OPC服务器中，并传送给现场设备。所述OPC客户端通过OPC服务器现场设备进行数据交互，并通过共享内存与协议处理子模块数据交互，所述协议处理子模块与远程调度中心通信连接。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于还包括看门狗模块，用于监视OPC客户端、共享内存、协议转换子模块的运行状态，在异常发生时进行复位处理。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述各种协议包括电力专用通讯规约IEC104、IEClOl和CDT。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述OPC客户端包括服务器对象模块、OPC组对象模块和OPC项对象模块，所述服务器对象模块，用于本地服务器和远程服务器连接的创建、断开以及OPC组对象的添加、移除；OPC组对象模块，用于OPC项对象的添加与移除以及数据访问相关属性的设置；OPC项对象模块，用于读取或写入OPC项对象的访问路径、访问权限、时间戳标志以及相关属性的设置。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述相关属性包括数据刷新率、服务器与客户端时差和数据刷新死区。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述OPC客户端设有用于查询服务器列表的接口。
前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于0PC客户端与OPC服务器之间的数据通信方式包括同步通信方式和异步通信方式。前述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器,其特征在于所述异步通信方式包括数据订阅、异步写入两种数据交换方式。本发明的有益效果是本发明提供的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，通过电力专用通讯规约协议(IEC104、IEC 101、OTT)将采集的实时信息上传远方调度中心，同时接受来自调度中心的各类指令(遥控、遥调等)，取代原有OPC技术的基于Windows操作系统平台，具有体积小、功耗低、可靠性高、可裁剪的优点，推进OPC技术引入工业过程控制系统与电气控制系统的快速发展，能够应用于各类工矿企业、风电场、光伏电站等工业控制现场。
图1是本发明的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器的系统框图。图2是本发明OPC客户端将程序标示ProgID到类标示CLSID的转换工作流程图。
具体实施例方式下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。本发明取代原有OPC技术的基于Windows操作系统平台，采用嵌入式VxWorks操作系统平台实现的OPC协议转换器，由于VxWorks操作系统具有可靠性高、实时性强及可剪裁性，因此，本发明基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，同时具有体积小、功耗低、可靠性高、可裁剪的优点，如图1所示，包括OPC客户端，用于主动连接OPC服务器，并根据所需数据建立OPC组对象和OPC项对象，针对各类工矿企业、风电场、光伏电站等工业控制现场均为远程控制，OPC客户端既能实现与本地服务器的连接，也能实现与远程服务器的连接，OPC客户端可通过组对象对其相关的项对象进行数据访问和传输，数据的访问和传输包括异步读、异步写和订阅方式；OPC客户端在OPC服务器异常或断开连接时可向客户发出异常通知；共享内存，用于保存各种协议之间的实时交换数据，这里的各种协议包括电力专用通讯规约 IEC104、IEClOl、CDT ；协议处理子模块，用于周期性扫描共享内存，将变化的数据打包为相应的协议数据包，发送至远程调度中心以及接收远程调度中心的遥控、遥调信息后调用OPC客户端实时写入OPC服务器中，并传送给现场设备。所述OPC客户端通过OPC服务器现场设备进行数据交互，OPC客户端与OPC服务器之间的通信方式包括同步通信方式和异步通信方式，OPC客户端还通过共享内存与协议处理子模块数据交互，所述协议处理子模块与远程调度中心通信连接。基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器还包括看门狗模块，用于监视OPC客户端、共享内存、协议转换子模块的运行状态，在异常发生时进行复位处理。所述OPC客户端包括服务器对象模块、OPC组对象模块和OPC项对象模块，所述服务器对象模块，用于本地服务器和远程服务器连接的创建、断开以及OPC组对象的添加、移除；0PC组对象模块，用于OPC项对象的添加与移除以及数据访问相关属性的设置；0PC项对象模块，用于读取或写入OPC项对象的访问路径、访问权限、时间戳标志以及相关属性的设，这里的相关属性包括数据刷新率、服务器与客户端时差和数据刷新死区。OPC客户端能够在本地将最终用户输入的ProgID (程序标识)转换成CLSID (类标识)，但在远程连接通信时，OPC客户端将无法确知远程主机上到底运行了几个OPC服务器。对此，这里定义了 OPC标准的IOPCServerList接口，如图2所示，用于ProgID到CLSID的转换工作流程为OPC客户端使用IOPCServerList接口定义的标准CLSID — IID_IOPCServerList，完成OPCEnum枚举器对象的创建，用户即得知该组件服务器上提供的所有OPC服务器列表，并完成ProgID到CLSID的转换。OPC客户端还定义了两种不同的数据通信方式同步通信方式和异步通信方式，如表I对OPC客户端数据访问方式进行了总结，同步通讯时，OPC客户程序调用相应接口对OPC服务器进行相关操作，此时OPC客户端调用线程将阻塞，直到OPC服务器完成相应操作并返回操作结果。OPC客户端可以指定读写OPC缓存或读写设备，因为设备读写速度较慢，同步数据传输可能导致OPC客户程序的长时间阻塞。因此同步通讯仅适用于OPC客户程序较少，数据量较小时的场合。表IOPC客户端数据访问方式
权利要求
1.基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于包括OPC客户端，用于主动连接OPC服务器，并根据所需数据建立OPC组对象和OPC项对象；共享内存，用于保存各种协议之间的实时交换数据；协议处理子模块，用于周期性扫描共享内存，将变化的数据打包为相应的协议数据包， 发送至远程调度中心以及接收远程调度中心的遥控、遥调信息后调用OPC客户端实时写入 OPC服务器中，并传送给现场设备；所述OPC客户端通过OPC服务器现场设备进行数据交互，并通过共享内存与协议处理子模块数据交互，所述协议处理子模块与远程调度中心通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于还包括看门狗模块，用于监视OPC客户端、共享内存、协议转换子模块的运行状态，在异常发生时进行复位处理。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述各种协议包括电力专用通讯规约IEC104、IEC101、⑶T。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述 OPC客户端包括服务器对象模块、OPC组对象模块和OPC项对象模块，所述服务器对象模块， 用于本地服务器和远程服务器连接的创建、断开以及OPC组对象的添加、移除；OPC组对象模块，用于OPC项对象的添加与移除以及数据访问相关属性的设置；OPC项对象模块，用于读取或写入OPC项对象的访问路径、访问权限、时间戳标志以及相关属性的设置。
5.根据权利要求4所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述相关属性包括数据刷新率、服务器与客户端时差和数据刷新死区。
6.根据权利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述 OPC客户端设有用于查询服务器列表的接口。
7.根据权利要求1所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于0PC客户端与OPC服务器之间的数据通信方式包括同步通信方式和异步通信方
式。8.根据权利要求7所述的基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，其特征在于所述异步通信方式包括数据订阅、异步写入两种数据交换方式。
全文摘要
本发明公开了一种基于嵌入式VxWorks的OPC协议转换器，包括OPC客户端，用于主动连接OPC服务器，并根据所需数据建立OPC组对象和OPC项对象；共享内存，用于保存各种协议之间的实时交换数据；协议处理子模块，用于周期性扫描共享内存，将变化的数据打包为相应的协议数据包，发送至远程调度中心以及接收远程调度中心的遥控、遥调信息后调用OPC客户端实时写入OPC服务器中，并传送给现场设备。本发明的OPC协议转换器，结构简单、体积小、功耗低、可靠性高、可裁剪的优点，推进OPC技术引入工业过程控制系统与电气控制系统的快速发展，能够应用于各类工矿企业、风电场、光伏电站等工业控制现场。
文档编号H04L29/06GK103001843SQ20121047863
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者张建周, 李永国, 严涛松 申请人:南京中德保护控制系统有限公司