如何实现组态王与OPC数据交换

组态王左面的功能框有一个OPC键，点击进入。选择本机后者远程的OPC软件即可。前提是你在本机或者远程机上安装了某种个OPC软件

网上很多例子的，把连接部分改为 connect("KingView.View.1") 然后通过读或者写就可以进行交流了吧。

摘 要：
本文通过一个完整的实例过程，介绍了在西门子PROFIBUS网络中实现一个OPC通讯工程的完整方案。
同时，为了充分的描述一个详细的PROFIBUS-OPC工程，本文较详尽地介绍了西门子OPC通讯工程相关的基本概念及其基本原理。
关键字：
S7协议，可编程逻辑控制(xie2 yi4 _ke3 bian1 cheng2 luo2 ji4 kong4 zhi4)器（PLC），SIMATIC，PROFIBUS，客户，服务
Abstract:
This paper introduces a project with OPC communication in SIEMENS PROFIBUS network through a concrete example.
In order to describe this PROFIBUS-OPC project clearly this paper introduces some fundamental concepts and work principles of SIEMENS communication at the same time.
Key words:
S7 Protocol PLC SIMATIC PROFIBUS Client Service
1．前言：
OPC，全称OLE FOR PROCESS CONTROL，是一种近年来才推出的一种用于过程自动化控制的开放的工业标准。该标准由国际上许多的自动化软硬件厂商以及微软公司联合推出的，以实现各种不同的控制设备和工业网络间的自由通讯，有效避免在自动化控制领域对硬件厂商的过分依赖。
目前，世界上绝大多数的系统提供商均提供了对OPC标准的支持。如，SIEMENS，ROCKWELL，GE，Omron等许多大型的系统提供商。同时，还有许多第三方的软件公司，为读者提供了众多的OPC解决方案，其中较著名的是法国的APPLICOM。
西门子公司是自动化控制领域的一个大型的系统提供商，其产品和系统在中国市场被广泛的使用。目前，西门子公司对其各大系列的设备和网络提供了全面的OPC标准支持。其中包括读者常用的INDUSTRIAL ETHERNET和PROFIBUS等。
本文通过一个完整的实例过程，(ben wen tong guo yi ge wan zheng de shi li guo cheng _)逐步介绍了在西门子PROFIBUS网络中实现一个OPC通讯工程的完整方案。在本文的整个描述过假象读者已经具备了西门子S7系统，PROFIBUS网络的基本知识，以及相关的开发经验。同时，假象读者已经具备了对OPC标准的初步认识。
同时，需要特别说明一点的是，虽然文章的主题主要论述的是西门子的PROFIBUS-OPC工程，但是文档所涉及的相关过程对其他的网络系统（如INDUSTRIAL ETHERNET）同样具备重要的指导意义。
2．S7协议的基本通讯原理
一个典型的PROFIBUS-OPC工程，通过组态的OPC服务，可以在PC机上访问网络上所有能够访问的所有过程数据。

S7协议将被用于同SIMATIC S7/M7可编程逻辑控制器（PLC）的通讯。S7协议的主要特点包括：
优化的SIMATIC通讯
自动的协议组件匹配，以适应不同的SIMATIC通讯需求
较其他的自动化通讯协议，具备更高的数据通讯速率
对总线系统、工业以太网以及现场总线（PROFIBUS）具备有效的通讯管理能力
S7协议的基本通讯原理包括：
PC的客户和服务角色
基于客户服务器（CS）模型，S7协议提供了简单而强盛的通讯服务。数据在一个SIMATIC PC站上的自动化应用（客户）和其他的自动化应用（服务）之间进行传输。
数据由可编程逻辑控制器（PLC）提供，PLC因此被称为服务。另外，数据由一个运行在PC上的应用请求，PC因此被称为客户。
一旦连结建立，通过SEND/RECEIVE的数据缓冲服务，PC也能够作为其他应用的数据服务。
PROFIBUS S7协议
在PROFIBUS网络上，S7协议的实现基础是LAYER 2层上的FDL服务。同时(fu wu _tong shi)，S7协议利用附助的西门子特殊组件，有效地拓展了PROFIBUS网络上的通讯协议。通讯因此提供了一个以连结组织的高级协议。例如，可以通过连结监视，检测通讯站点的存在。
S7协议连接
在PROFIBUS网络上，一个S7协议的连接是由各通(xie yi de lian jie shi you ge tong)讯站点的PROFUBUS地址以及其相关的地址细节（例如，服务的访问点）所描述。这些特性将被用于对S7协议连接的组态。
在PC机上，一个S7协议的连接将通过一个友善的连接名被唯一的标记。如，S7_connection_1，EFHAR等。
一个同时在客户端和服务端上定义的S7协议连接，被称为“two-ended”型连接。相反，一个仅在客户端上定义的S7协议连接，被称为“one-ended”型连接。例如，一个PC-> S7-300的连接。
OPC提示：
如果在PROFIBUS网络上使用S7协议的通讯，PC中的OPC ITEM命名必须使用“S7”前缀进行标记。
一旦通讯连接建立，通讯双方将自动地处理其间一批最重要的通讯路径特性。这些被使用的设置都是通讯双方所能执行的。
下列的细节必须注意：
传输层数据包（PDU）的大小
发送授信的数量（并发的发送和接收连接的数量）
3．通讯组态
在PROFIBUS网络上使用S7协议的通讯，所有的通讯连接必须在通讯组态过程中被预先建立。
在通讯组态中所指定的数据，将被通讯成员在运行中所使用，不需要通过用户程序去指定。通过编辑项目中一个已定义的配置，系统能够自动地适应新的配置，而无需更改现有的用户程序。
地址和服务访问点
对于S7协议的通讯连接，下列的信息必须被组态：
连接名称
通讯站点地址
本地的(ben3 de0 de0)TSAP服务访问点
远程的TSAP服务访问点
连接类型

服务访问点的结构
S7协议的服务器访问点（TSAP）由2个字节组成：
字节1：
该字节用于指示该连接所保留的通讯资源号。本地和远程站点的通讯资源号必须通过通讯组态系统（如，STEP7，NCM等）进行指定。通讯组态系统将确认给定的资源号，以避免同系统中现有的资源号发生冲突。
某些为特定连接类型所保留的资源号，不包含在资源监视体系中：
01：PG连接。
这些连接是特别为可编程设备所保留的。
02：OS连接。
这些连接被用于设备的操作控制和监视，是一种非持久的连接。
03：其他的特殊连接。
字节2：
该字节用于指示CPU在PLC中的位置。以16进制数表示。
BIT 7-5： 框架（RACK）编号
BIT 4-0： 插槽（SLOT）号
特殊情况：如果连接到网络上的设备是直接寻址的，字节2必须设置(bi4 xu1 she4 zhi4)为0。
OPC提示：
当使用OPC服务，更多的连接信息可以在组态系统中配置：
OPC服务连接建立和结束的时间。
报警的使用和组态，以及连接的扫描服务。
其它的细节参数。
4．OPC实例
下面利用5个步骤，详细地描述如何实现一个完整的PROFIBUS-OPC工程。
需要特别说明一点是，作为一个完整的PROFIBUS-OPC工程，应该包括PC、PLC以及网络(yi ji wang luo)等三个部分。但作为一个专题，在本文主要关心的是一个与PC工程相关的过程。对于其它的相关过程，假定读者已具备了相关的知识。
4.1STEP 1：硬件安装
对于一个完整的PROFIBUS-OPC工程，硬件安装是读者必须完成的首要工作。

对于PROFIBUS网络的PC硬件接口，(ying jian jie kou _)西门子公司为用户提供了多种的可能选择：
CP 5613PCI卡件，独立的微处理器芯片
CP 5613 FOPCI光纤卡件，独立的微处理器芯片
CP 5614PCI卡件，独立的微处理器芯片，2个PROFIBUS通道
CP 5614 FOPCI光纤卡件，独立的微处理器芯片
CP 5511/CP 5512PCMCIA卡件，没有独立的微处理器
CP 5611PCI卡件，没有独立的微处理器
CP 5613是一款合适的选择。
CP 5613是西门子公司的一款专用于PC-PROFIBUS的智能PCI卡件。卡件配备有独立的微处理器芯片，专用于连接PC到PROFIBUS网络。最高通讯速率可达12 MBPS。
4.2STEP 2：软件安装
实现一个完整的PROFIBUS-OPC工程，必须选用合适的组态软件。这里，可以有两种不同的选择：
SIEMENS SIMATIC STEP 7
SIEMENS SIMATIC NET
操作中应该关注下列的提示：
组态软(zu tai ruan)件是否包含CP 5613的驱动。否则，必须单独(de0 qu1 dong4 _fou3 ze2 _bi4 xu1 dan1 du2)安装CP 5613的驱动。
组态软件存在多个版本。其中(cun2 zai4 duo1 ge4 ban3 ben3 _qi2 zhong1)的某些组态过程和运行机制可能有所不同。
SIMATIC NET事实上是SIMATIC STEP 7的子集，是一个精简的、专用于(de0 zi3 ji2 _shi4 yi1 ge4 jing1 jian3 de0 _zhuan1 yong4 yu2)西门子网络管理的组态软件。
下面，本文将使用SIMATIC NET（CD 07/2001）来完成一个典型的PROFIBUS-OPC工程。虽然，其他的软件也可以完成同样的过程。
SIMATIC NET软件的安装包括3个应用选项，应该选择全部安装。系统将自动安装CP5613的驱动。如图：

4.3STEP 3：模块初始化
当一个模块首次启动，系统妖导执行一个向导，以最终完成一些与模块有关的初始化设置工作。其中一个虚拟的插槽号（INDEX）将被指定。
同时也可以使用SIMATIC NET的Configuration Console工具，执行模块的初始化设置，或者强制触发一个新的初始化向导。
这个过程是必须的，否则不能进行随后的组态下载过程。
可以有两种不同的选择：

Using the module solely for PG operation
在这种模式下，网络相关的参数（如地址，通讯速率等）被设置为使用Set PG/PC Interface组态工具。这种模式仅可能被用于(gong1 ju4 _zhe4 zhong3 mo2 shi4 jin3 ke3 neng2 bei4 yong4 yu2)执行本机组态。
使用这种模式，该模块可以支持PG功能（如SIMATIC STEP 7）。但一个要求项目组态的通讯功能，以及OPC功能将不再被支持。
Using the Module for Configured Communication
在这种模式下，所有与自动化解决方案相关的模块参数必须在项目中进行组态，并下载到模块。可以使用SIMATIC NET的所有有效协议，用于OPC Server。这种模式同时保留了一种可能，使读者可以在已组态的网络上使用PG功能。
此处必须为模块指定4个参数：
Station address：PROFIBUS网络地址
Transmission rate：通讯速率
Index：虚拟的框架索引
这个参数涉及一个全新的技术。这(zhe ge can shu she ji yi ge quan xin de ji shu _zhe)项技术是西门子SIMATIC自动化解决方案的一个重要成员。简单的说，可以称为软PLC。该参数可以被看作是PLC框架的插槽号。
Bus profile：通讯方式
可以选择3种不同的通讯方式：DP/STANDARD/UNIVERSAL。但无论如何，只有DP方式，可以选择大于187.5KBPS的通讯速率。
对于一个PROFIBUS-OPC工程，必须选择Using the Module for Configured Communication模式，并进行正确的参数指定。
注意：
所选择的网络参数，速度以及通讯方式等，必须与整个网络的规划完全匹配。否则，运行时将不能获得正确的网络通讯。
配置本地的软件应用
在组态过程中，那些直接使用通讯服务的软件应用必须同时被指定。OPC Server直接使用通讯服务，必须被包含在组态工程中。通过OPC Client的访问是一种基于OPC Server的间接访问，不需要进行组态配置。
初始化结束后，可以在Station Configurator中看到已组态的模块：

其中，如图可以看到位于4槽的CP 5613模块已经处于正常的工作状态，而位于1槽的OPC Server还未正常。这是由于还没有对OPC Server进行正确的组态。下面的步骤将完成这部分工作。
4.4STEP 4：组态
可以选择使用SIMATIC NCM PC或者是SIMATIC STEP 7用来组态计算机，以连接到网络。SIMATIC NCM PC是SIMATIC STEP 7的一个子集，专用于组态PC和网络。SIMATIC STEP 7拥有更强盛的功能，可以用于组态所有的SIMATIC S7成员、PC、网络，以及其他的对象和程序。
SIMATIC NCM PC Manager是SIMATIC NET的一个管理工具。
4.4.1建立一个SIMATIC PC站点
启动SIMATIC NCM PC Manager后，可以打开一个已存在的项目，或建立一个新的项目。此时可以使用项目管理所有的或部分的站点。

一个SIMATIC PC站点的名称将被用于唯一的标记一个SIMATIC PC组态。
1.组态本地PC时必须使用本地计算机的名称，以标记SIMATIC PC站点的组态。
注意：
SIMATIC PC名称必须使用全部的大写字母，即使用户的计算机名称中包含有小写字母。
如果在组态项目中，SIMATIC PC站点没有出现 图标(tu2 biao1)，可能就是由于SIMATIC PC站点命名错误。
2.如果组态一个远程PC，此时所选择的SIMATIC PC站点名称，不能使用本地的计算机名称。否则，下载组态时将覆盖本地PC的组态。
4.4.2组态SIMATIC PC站点
建立PC站点的配置映像
为了使组态的数据能被组态系统发送，并准确地分配到一个模块或一个应用，这些模块和应用必须拥有一个唯一的标志。对于PC站点上的模块、应用或其他的成员，这个标志是一个索引。
打开SIMATIC PC站点对象，启动SIMATIC NET的硬件配置工具。

此时可以从画面右边的组件列表中选择正确的应用和模块，放置到虚拟框架的插槽当中。相应的插槽编号就是上面提到的唯一索引标志。
注意：
用户不能将硬件的插槽索引与PC的PCI插槽混淆。在组态过程中，PCI插槽没有任何的用处。
虚拟框架总共有32个插槽，组件的放置可以是任(ge cha cao _zu jian de fang zhi ke yi shi ren)意的。
确信所配置的组件与Station Configurator中的列表完全相同。否则，进行组态下载时，(shi2 _)将会得到匹配错误的信息。
SIMATIC PC组件
对于本文描述的PROFIBUS-OPC工程，应该选择下列的组件：
OPC Server
CP 5613
同时，必须激活S7访问，并设置读写（RW）访问权限。

4.4.3网络组态
建立一个PROFIBUS网络。这里，可以通过在项目中插入一个PROFIBUS组件来完成。(zu jian lai wan cheng _)当然，这并不是唯一的选择。
启动SIMATIC NET的网络配置工具（NetPro）。

可以通过简单的拖曳操作，将CP 5613连接到PROFIBUS网络。
可以修改网络的属性(ke3 yi3 xiu1 gai3 wang3 luo4 de0 shu3 xing4)，其中包括网络的传输速率，通讯方式等。
可以选择4种方式：DP/STANDARD/UNIVERSAL/USER-DEFINED。但无论如何，只有DP方式，还可以选择大于187.5KBPS的通讯速率。
注意：
所选择的网络参数，速度以及通讯方式等，必须与整个网络的规划完全匹配。否则，运行时将不能获得正确的网络通讯。
这并不是组态网络的唯一方法。SIMATIC NCM为用户提供了很多的操作接口。
4.4.4组态连接
连接的配置可以是设计时的，也可以是运行时的。这依赖于组态软件的选择和参数的配置。
SIMATIC NET只能创建一种后期的、运行时的S7连接。换句话说，在组态之时，系统还不知道连接的所有信息。但是这是一种非常心悦的方式，因为操作无需进行大量的项目组态和管理工作，系统在运行时可以自动为用户完成用户尚未完成的工作。但是必须确保所给定的每一个配置是正确的配置。
使用STEP 7，用户可以组态一个先期绑定的、设计时的连接。这种连接是一种显示的连接，其中包含了连接相关的所有信息。但是必须为此进行大规模的项目管理，这对于一个大型的系统是比较困难的。当然也可以不这样做，因为STEP 7可以完成SIMATIC NET的所有工作。
创建一个新的S7协议连接，必须提供下列的参数：
Partner Address：远程PLC的PROFIBUS地址
Partner Rack/Slot远程PLC的框架号和插槽号
下面，为此PROFIBUS-OPC工程创建了一个运行时的S7协议连接。这些连接随后将用于OPC Server的应用。

4.4.5组态下载
打开SET PG/PC INTERFACE，选择PC INTERNAL (LOCAL)：

返回SIMATIC NCM PC MANAGER窗口，选择SIMATIC PC站点，点击 图标，或者PLC-DOWNLOAD菜单，下载组态。
注意：
必须选择 PC INTERNAL (LOCAL)配置。
选择PC INTERNAL (LOCAL)，表示将在线本地的CP 5613模块，而不是远程的。这是一种软PLC的概念。所有的组态参数将下载到本地的CP 5613模块。
必须使用SIMATIC NCM PC MANAGER窗口中的下载功能，否则不能下载所有的组态。当然，因此也不能使用全部的组态。
下载成功后，可以在Station Configurator中发现，1槽中的OPC Server组件已经处于正常工作状态了。这表明组态工作已经完成，如果一切正常，现在已经可以使用OPC Server为用户提供的强盛功能了。
4.5STEP 5：测试
在先前项目的组态中，已经配置了OPC Server。现在可以使用任何一种(_xian zai ke yi shi yong ren he yi zhong)OPC CLINET工具（如，OPC Scout），进行通讯系统的功能测试。
很多的自动化厂商都提供了辅助的OPC CLIENT测试工具。如(ce4 shi4 gong1 ju4 _ru2)SIEMENS，ROCKWELL等。另外，很多的第三方厂商也提供了这样的工具，如宝信MULTILINK，APPLICOM等。
在OPC CLIENT中，可以使用已组态的通讯协议和连接，通过OPC Server访问所有能够访问的过程变量。

5．更进一步
基于Automation技术和OPC Server，可以极其简单地将用户的Visual Basic应用系统作为一个OPC客户。借助于OPC Server提供的Automation服务接口，应用系统可以通过几个简单的步骤连接到OPC Server，访问系统所有能够访问的所有的过程变量。
通过程序，读者可以架构自由的、功能强盛的基于过程的应用程序。
另外，很多的SCADA软件，如WINCC，CITEC等，均可以支持OPC标准。读者可以在这样的软件当中轻松的组态使用OPC SERVER提供的服务，访问所希望的过程数据。不再需要专门的硬件和专门的驱动。
6．总结
本文详尽描述了西门子OPC通讯工程相关的基本概念，阐述了西门子通讯协议的基本原理以及硬件组态过程，并举例实现一个完整的PROFIBUS-OPC工程的全部过程。读者在此基础上可以轻松地利用OPC实现在西门子PROFIBUS网络上的(wang luo shang de)通讯连接，构造一个基于过程的强盛的应用系统。
参考文献：
[1] 杨路明雷亚军组态软件WinCC 在自动监控(zai zi dong jian kong)系统中的应用[J]计算技术与自动化第22 卷第4 期2003年12月.
[2] 阳宪惠. 现场总线技术及其应用[M].北京:清华大学出版社2002.
[3] Industrial Communication with PG PC
[4] Commissioning PC Stations
[5] OPC中国:
[6] OPC全球: