OPC技術(shù)在輸氣站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭勇，李曉駿

（中國石油化工股份有限公司華北分公司第一采氣廠，鄭州450042）

塔榆末站輸氣站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)與陜西省交界處，為大牛地氣田重要的貿(mào)易計量門站，年輸氣量達2.5×109m3。由于供氣需要，于2010年8月開始對塔榆末站站場進行改造，其中對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的重新設(shè)計是改造重點。

1 OPC技術(shù)介紹

OPC（OLE for Process Control）是以微軟公司COM和DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建的一種應(yīng)用于自動化領(lǐng)域的軟件接口標準，以及以對象鏈接與嵌入／組件對象模型（OLE／COM）和分布式組件對象模型（DCOM）機制作為應(yīng)用程序的通信標準。OLE是一種對象鏈接與嵌入技術(shù)，即使在不同類型信息之間也提供了高度的兼容性；COM是指組件對象模型，它為對象之間的通信提供了統(tǒng)一標準接口；DCOM是指組件對象模型，它是網(wǎng)絡(luò)間的進程通信的一種接口。通過COM接口，OPC客戶程序可以和一個或多個供應(yīng)商的OPC服務(wù)器連接，同時一個服務(wù)器也可以和多個客戶程序連接，形成多對多的關(guān)系。OPC技術(shù)基于DCOM，因而客戶程序和服務(wù)器可以分布在不同的主機上，形成網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計

此次改造新增加1套計量撬，包括4套超聲波流量計、5臺電動球閥、5臺溫度變送器、5臺壓力變送器和5套固定式可燃性氣體報警儀，增加1臺PC做為工程師工作站，與原操作臺PC形成主從模式。

改造采用以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)的小型站控系統(tǒng)，其規(guī)模較小，結(jié)構(gòu)簡單。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，為了節(jié)約成本，縮短開發(fā)周期，可以采用RSView 32軟件開發(fā)工具，借助RSLINX和KEPSEVER OPC服務(wù)器的接口，開發(fā)滿足功能的監(jiān)控系統(tǒng)。

整套系統(tǒng)的開關(guān)量包括可燃性氣體報警儀等；模擬量包括管線壓力、溫度、電動球閥控制。7套超聲波流量計分別配有不同型號的流量計算模塊。在功能上要求對開關(guān)量和模擬量進行檢驗和監(jiān)督，并傳回監(jiān)控室中的計算機，達到顯示整個輸氣系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)目的。另外，通過在控制室中監(jiān)控計算機能夠遠程控制電動球閥開度并進行調(diào)節(jié)，還要記錄某些關(guān)鍵參數(shù)，如壓力、溫度、流量值、累計流量等，從而形成報表，方便查詢。

通過分析選擇的PLC作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及控制核心，流量計算模塊采集現(xiàn)場計量撬上壓力、溫度和流量信號。輸出的信號通過一個MOXA NPORT轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，與PLC再通過交換機與現(xiàn)場控制室2臺PC連接。上位機組態(tài)RSView OPC服務(wù)器利用RSLINX與PLC系統(tǒng)進行通信。安裝KEPSEVER解決與不同型號流量計算模塊進行通信的問題。使用RSView32進行組態(tài)，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄、歷史查詢、報警記錄等模塊，形成一套安全穩(wěn)定、功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)。

3 具體實現(xiàn)

3.1 硬件配置

a）在同一網(wǎng)域中配置PC，PLC，MOXA NPORT，分配獨立的IP地址，實現(xiàn)以太網(wǎng)通信。

b）現(xiàn)場儀表溫度變送器、壓力變送器等采用兩線制接入PLC和流量計算模塊，超聲波流量計采氣RS－485接口接入流量計算模塊。

c）流量計算模塊支持Modbus協(xié)議接到MOXA NPORT，由RS－485串口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口。

d）執(zhí)行機構(gòu)為電動閥門與接入PLC的模擬輸入和模擬輸出實現(xiàn)PID開度控制。

3.2 軟件配置

3.2.1 RSLINX配置

選擇COMMUNICATIONS／CONFIGURE DRIVERS添加Ethernet device，設(shè)置Host name為PLC IP，點擊RSWHO。如果看到PLC設(shè)備，則配置PLC驅(qū)動成功。

3.2.2 KEPSEVER配置

a）配置通信參數(shù)：channel name，flow calulate Device driver，Modbus Ethernet。

b）配置設(shè)備地址：device：Flow1，device model：Modbus，device ID：設(shè)地址和request周期。

c）添加標簽地址、數(shù)據(jù)類型、是否可寫、掃描周期。

配置正確后，點擊工具欄tools／lauch OPC Quick Client，彈出對話框，可以查看OPC Client設(shè)備的通信狀況，以及標簽是否有數(shù)值讀過來。

大多數(shù)OPC Clients和OPC Servers利用DCOM通過網(wǎng)絡(luò)進行通信。在Windows XP中，經(jīng)由DCOM的OPC通信是默認關(guān)閉的。當使用XP SP2時，重建OPC通信需要一些必要設(shè)置，可以參照說明書自行設(shè)置，筆者不再贅述。

3.2.3 RSVIEW 32配置及組態(tài)開發(fā)

RSView32是一種專門用于工業(yè)控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件支持OPC協(xié)議，可以作為OPC服務(wù)器為客戶端提供數(shù)據(jù)，也可以將RSView32設(shè)置為客戶端，數(shù)據(jù)源為服務(wù)器。

a）工程師站PC RSVIEW 32節(jié)點設(shè)置，數(shù)據(jù)源為OPC服務(wù)器，服務(wù)器名為KEPware.KEPServerEnterprise.V4，本機，KEPSever為OPC服務(wù)器，為工程師站PC RSVIEW 32OPC客戶端提供數(shù)據(jù)。

b）操作臺PC RSVIEW采用32節(jié)點設(shè)置，數(shù)據(jù)源為OPC服務(wù)器，服務(wù)器名為RSI.RSView32OPCTagServer遠程。工程師站PC RSview32作為OPC遠程服務(wù)器與操作臺RSView32OPC客戶端連接，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)標簽值（TagValue）的點對點通信，共享圖形標簽數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1 RSVIEW32OPC Client／sever

RSView32內(nèi)置圖庫，可輕易完成繪制工藝流程圖、趨勢圖、報警、歷史數(shù)據(jù)等功能的組態(tài)界面。同時，RSView32內(nèi)置Visual Basic Application Script語言，用戶可輕易編制歷史數(shù)據(jù)查詢等特定控制功能模塊。

4 結(jié)束語

筆者介紹了OPC技術(shù)實現(xiàn)原理，并基于OPC技術(shù)實現(xiàn)了KEPSEVER與不同廠家流量計算模塊通信，組態(tài)軟件RSVIEW32與KEPSEVER數(shù)據(jù)傳輸，主從操作臺組態(tài)軟件之間的遠程數(shù)據(jù)訪問。經(jīng)過實際生產(chǎn)驗證，系統(tǒng)運行情況良好，組態(tài)顯示的數(shù)據(jù)刷新率高，實時性好，達到了工業(yè)控制的要求。

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