基于OPC通讯协议的自动化仿真平台（方法篇） .docx

基于opc通讯协议的自动化仿真平台（方法篇）基于opc通讯协议的自动化仿真平台（方法篇）（昆明电器科学研究所 技术开发中心）摘要：本文的内容完全来源昆明电器科学研究所技术开发中心的工程实践。插图均依据实际情况绘制并无抄袭。摘要：本文的内容完全来源昆明电器科学研究所技术开发中心的工程实践。插图均依据实际情况绘制并无抄袭如何进行opc dcom配置系统要求：软件：操作系统必须都是win2000（我们测试时使用的是win2000 sp4 ghost版）；仿真软件必须是 matlab 7.1（我们测试时使用的是matlab 7.1 ( r14 sp3 )三碟装）；工控软件为cimplicity hmi v6 sp3通讯软件为opc core components sdk 101.0（用于配置dcomcnfg中的opcenum）；硬件：台式机或笔记本（我们测试时使用的是仪一台旧的清华紫光笔记本电脑和一台dell商务台式pc机）配置示意图：在配置之前，我们首先给出一个示意图，来说明我们的配置过程： matlab仿真器cimplicity接现场plc通讯协议opc clientopc serverdcom具体的配置步骤如下：l 在cimplicity中安装opc server并配置l 配置dcom（并在客户端创建一个与主机中相同的账户）l 在matlab中的opc 客户端配置opc 以下的重点部分是前一、二两节。1. 在cimplicity中安装opc server并配置在这一节中分两个步骤。分别是注册号的安装和opc服务器的安装。1.1. 注册号的安装opc server 序列号（现在已经免费提供）：9186676857ge公司 cimplicity地区代理服务商：（李工）138 2970 7206在安装了cimplicity hmi v6的工程师站上，点击开始菜单依次选择cimplicity hmi registration。打开cimplicity的注册管理器，如下图所示：点击add按钮点击add按钮打开产品序列号注册界面，如下图所示：在注册号一栏添加9186676857，产品一栏出现opc server，点击ok确定。我们便完成了序列号的添加。1.2. opc服务器的安装使用我们的“开远水泥厂软件包”的安装盘cd。进入“开远cimplicity6 cimplicity60”目录。先覆盖安装cimplicity60。 之后才能在安装组建的菜当中选中opc server选项，进行应用程序选项“application options”的添加。最后，还需要安装一个cimplicity v6 sp3的补丁，才可以启动开远水泥厂的运行界面程序。使用我们的“开远水泥厂软件包”的安装盘cd。进入“开远软件包开远cimplicty6sp3”目录。运行setup.bat，安装sp3补丁。这时，我们才可以打开控制画面。1.3. cimplicity opc server的设置点击run按钮首先，打开控制主画面，并点击运行按钮启动程序：打开cimplicity 的opc服务端，并选中“setup server security”项。打开安全配置对话框。单击“add按钮”增加一个工程，工程属性如下图所示填写。其中第一项工程名“project”必须填写我们需要运行的控制主画面的名字。用户名“user name”和密码“passeword”必须与配置dcom新建的用户名一致。点击ok确定。接下来，需要点击“set default按钮”把我们新建的工程设置为默认项。点击ok，出现提示对话框，要求重新启动opc服务器。点击确定。进入“diagnostics”选项，选择链接“connect”。之后，退出，重新启动。这部分的安装配置就算完成了。2. 配置dcom（并在客户端创建一个与主机中相同的账户）注意：opc客户端中使用的帐户，必须在opc服务端中定义过。登录时也必须使用这个帐户。而对于服务端只要使用administrator即可。在使用了opc技术，并有网络数据访问的应用系统中，不可避免地要进行opc dcom权限配置。dcom配置与windows操作系统的安全体系结合在一起，而各版本的操作系统(9x、nt、2000、xp等)的安全体现又或多或少地有所区别；同时，opc服务器运行的方式也不尽相同(进程内、进程外、系统服务、有无界面)；而且，不同的应用系统对安全的要求也不同。总之，要想根据具体情况尽量合理地完成opc dcom配置并不是一件很轻松的事。根据各种不同的情况，下面分别讨论讲述如何进行opc dcom配置。对于远程访问opc服务器，需要在客户和服务器计算机上都进行dcom设置，以前我们采用的方式是： 客户、服务器都建立一个名字、密码相同的具有管理员权限的帐号，并分别以次登录，在服务器端将opc服务器的启动方式设为交互式用户。这种方法虽然方便，但安全性较差，不利于在实际应用中推广。这里提供一些较合理的解决方案。(假定都是在工作组里) 。2.2.1. 准备 要进行dcom安全配置，操作者通常必须拥有客户和服务器计算机的管理员权限。【注意】一般情况下，dcom通信是基于tcp/udp的，所使用的端口不固定，很可能被一些防火墙软件屏蔽。如果本文下述配置不成功的话，请尝试关闭客户和服务器计算机上的防火墙，或者以带网络连接的安全模式启动系统(这时防火墙软件一般不被自动运行)。2.2. 最简单的情况如果用户对网络安全基本上没有要求，或者处于客户、服务器程序开发阶段，. 2.3. 服务器计算机始终有用户登录的情况(nt/2000) 这也是实际应用中比较常见的情况，但对于以nt服务方式运行的opc服务器不适合。设置方法如下： l 在服务器计算机上建立一个用户，如opcuser，可以是管理员，也可以是一般用户，服务器计算机在运行opc服务器时必须以这个用户登录。 l 在服务器计算机上建立一个用户组，如opcclients。l (单一客户情况下可以不建立，建这个组的目的是管理方便) l 在各个opc客户计算机中，分别建立opcuser用户，口令也要与服务器上的一致，可以设为普通用户以保证安全。l 客户计算机运行时不必以opcuser登录，比如使用clienta登录，就要在服务器上建立相同的用户clienta及相同的密码。并在服务器计算机上将clienta加入到opcclients组中。clienta在客户和服务器计算机上都可以是普通用户。1.2.2.1.2.2.2.3.2.3.1. 服务器端dcom配置运行dcomcnfg，进行如下设置：默认属性：启用dcom；默认身份验证级别：连接默认模拟级别：标识默认安全机制 - 默认访问权限：至少要保证opcclients组允许访问，也可放宽至everyone；默认启动权限：至少保证允许interactive用户调用；默认配置权限：一般情况下不需修改。默认协议：保证面向连接的tcp/ip在最上，其它可以删除。2.3.2. 具体的服务器配置：常规：身份验证级别为默认值；位置：在这台计算机上运行；安全性：使用默认的访问和启动权限，配置权限不要修改；身份标识：交互式用户。终结点：不修改。2.3.3. opcenum程序配置：在dcomcnfg程序的应用程序列表里找到opcenum.exe，对其按照上面具体服务器的配置进行设置。 l 客户计算机的配置：为了保证opc数据订阅等回调机制能正常运行，需要对客户计算机的dcom权限进行配置。默认属性、默认协议的配置和服务器端基本一致；默认安全机制只需要修改默认访问权限。保证允许opcuser访问。也可放宽至everyone。 【注意】在服务器没有用户登录的情况下，远程将无法启动opc服务器；对于有用户界面，并需要界面交互的opc服务器，建议(可能必须)采用这种方式。2.4. opc服务器为后台程序的情况(nt/2000)这种情况下，服务器计算机可以没有用户登录。做为后台程序，opc服务器有两种运行方式：系统服务(service)方式和普通用户程序。这里只介绍普通程序方式，系统服务方式的配置说明以后添加。opc服务器做为普通方式运行的后台程序，一般没有用户界面。完全可以按照(1)中有界面的方式进行配置，即设置为交互式用户启动。但是(1)的配置方式限定了服务器计算机必须有用户登录，而且登录用户必须在客户计算机上有dcom访问权限。所以，无界面的后台opc服务器可以用另一种更灵活的方式运行。配置方法：(未明确说明的部分与(1)相同)在服务器端按照(1)中所述建立一个opcuser用户，专门用来运行opc服务器。然后在opc服务器属性配置中，将启动方式改为指定用户，注意要输入用户密码。这样，opc服务器计算机可以用任意用户登录，当客户计算机发出连接请求时，系统负责以opcuser的身份运行opc服务器，如果已经运行则使用已有的opc服务器。【注意】还有一种启动方式，是“启动”用户。即系统以发连接请求的用户的身份启动opc服务器，这可能造成服务器计算机上同时运行多个opc服务器的实例，显然不妥。所以一般情况下不建议设置为“启动”用户，虽然它是缺省选项。2.5. windows xp系统下的配置说明 在xp操作系统(sp1，不包括sp2及其以后版本)下，opc的配置实际上和nt/2000基本一样，这体现在opc dcom相关的各项配置在注册表中的位置、名称都是一致的。二者只是配置界面不同。3. 在matlab中的opc 客户端配置opc在matlab中opc的使用，有两种方法：l 在命令行，使用opctool的opc浏览器管理；l 在simulink中，使用opc toolbox工具箱3.3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.3.6. 使用opctool的opc浏览器管理在命令行中键入opctool，打开opc浏览器。加入主机，并正确填入本地或网络上opc服务器主机的名字。新建客户端“creat client”，在打开的主机名opc服务器图表上，点击鼠标右键。完成客户端后，链接“connect”。加入组“add groupe”。加入项“add item”。打开加入项对话框。选择需要的项，并把其值“value”加入到选择项中。最后点击“add按钮”确定。为了方便观察所有选中项的变化趋势，我们回到主界面，登入“logging”标签，如下图所示：选择开始“start”，便可以将所有选中项的值读入缓存。点击画图“plot”，便可观察到各个项变量的变化曲线。3.7. 在simulink中使用opc toolbox工具箱在simulink中使用opc的最大好处就是，可以搭建控制模块，与现场设备进行半实物的实时仿真。在opc toolbox工具箱中共有四个模块。这里我们重要使用其中的三个。opc配置模块“opc configuration”、opc读模块“opc read”和写模块“opc write”。其配置可依次参照下图进行。l opc配置模块“opc configuration”l opc读模块“opc read”l opc写模块“opc write”配置好的各模块如图所示。4. opc的一个例子以下是连接cimplicity demo的一个例子。可以看到opc读和写操作的运行结果。参考文献1. cimplicity monitoring and control products. cimplicity hmi plant edition : gageport mitutoyo opc server. pdf u.s.a.: ge fanuc automation, july 2001. gfk-2024.2. . cimplicity hmi plant edition : getting started guide. pdf u.s.a.: ge fanuc automation, july 2001. gfk-1500c.3. . cimplicity hmi : opc server operation manual. pdf u.s.a.: ge fanuc automation, april 1999. gfk-1675.4. matlab