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1、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
2、 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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、 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
9、，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.
10、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. OP
11、CEnum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
12、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
13、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
14、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”
15、。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 Configur
16、ation”、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
17、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 2008b. OPC Toolbox Manuel. Help Document U.S.A.: MathWorks Inc., 2008.5. CIMPLICITY Monitoring and Control Products. CIMPLICITY HMI OPC Server Getting Started. Help Document U.S.A.: Copyright 1998 GE Fanuc Automation North America, Inc., 2001.昆明电器科学研究所 自动控制仿真实验室第30页