OPC在自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用

朱方紅

(中國天辰工程有限公司,天津 300400)

?

OPC在自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用

朱方紅

(中國天辰工程有限公司,天津 300400)

稿件收到日期： 2015-06-23，修改稿收到日期： 2015-08-26。

摘要：自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)通常會(huì)在控制室設(shè)置1套獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)以便于遠(yuǎn)程管理，該方案需要設(shè)置獨(dú)立的操作站及專業(yè)的管理軟件，增加了企業(yè)的投資和運(yùn)營成本。針對某項(xiàng)目罐區(qū)裝車系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過OPC接口將裝車系統(tǒng)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)接入罐區(qū)DCS，無需在控制室單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化了定量裝車系統(tǒng)。結(jié)果表明： 該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)裝車系統(tǒng)的監(jiān)控管理，有效降低了成本，同時(shí)也有利于工廠的集中管理。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以太網(wǎng)控制室

1概述

自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)的典型配置： 現(xiàn)場包括質(zhì)量流量計(jì)、兩段式開關(guān)球閥、防溢流報(bào)警器、防靜電接地報(bào)警器和定量控制儀；在控制室設(shè)有獨(dú)立的上位監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括工作站、打印機(jī)及相應(yīng)的裝車管理軟件等。操作人員既可以通過定量控制儀在現(xiàn)場就地操作，也可以在控制室進(jìn)行集中監(jiān)控管理。

某項(xiàng)目罐區(qū)有7個(gè)裝車棧臺(tái)，每個(gè)棧臺(tái)通過1個(gè)定量控制儀進(jìn)行裝車操作。定量控制儀預(yù)留有Modbus-RS-485的通信接口。利用此接口，通過串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，把現(xiàn)場裝車流程的信息接入罐區(qū)的以太網(wǎng)，罐區(qū)的操作站通過OPC接口讀取定量控制儀上的信息，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)裝車系統(tǒng)的監(jiān)控管理，不需要在控制室設(shè)置單獨(dú)的裝車監(jiān)控管理系統(tǒng)。此優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以減少項(xiàng)目的固定投資，也可以降低工廠運(yùn)營期間的成本，更有利于工廠的集中管理。

2系統(tǒng)架構(gòu)和調(diào)試

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

定量控制儀通過RS-485通信電纜接入串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的COM1口，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃裕擁?xiàng)目采用并聯(lián)方式接入。所選擇的串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的接口是DB9針的，故RS-485的Data+(B)接DB9的第3針, Data-(A)接DB9的第4針。串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器與RS總線的接線方式見表1所列。

表1　串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器與RS總線的接線方式

續(xù)　表1

由于裝車棧臺(tái)與罐區(qū)機(jī)柜間的距離較遠(yuǎn)，串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器發(fā)出的電信號需要先通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為光信號，再接至罐區(qū)機(jī)柜間內(nèi)的以太網(wǎng)交換機(jī)。

罐區(qū)的操作站設(shè)有OPC服務(wù)器，該項(xiàng)目采用的OPC軟件為KepServerEX，上位監(jiān)控軟件通過OPC接口讀寫現(xiàn)場裝車定量控制儀上的信息,具體的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.2系統(tǒng)調(diào)試

1)配置串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的端口參數(shù)、波特率、IP地址、選擇通信協(xié)議(此處選擇Modbus Serial，即Modbus RTU驅(qū)動(dòng))、現(xiàn)場定量控制儀的寄存器地址等。

2) 將串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的COM1口和COM3口短接，在罐區(qū)操作站上通過Modbus測試軟件測試是否可以正常接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，以此判斷串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器是否可以正常工作。

3) 將KepServerEX軟件組態(tài)為OPC Server，運(yùn)行后，通過DCS組態(tài)軟件測試是否可以讀取OPC Server上的數(shù)據(jù)。

4) 將串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的COM1口與COM3口斷開，并將COM1口連接至裝車定量控制儀的RS-485總線上。

5) 通過KepServerEX軟件逐臺(tái)測試裝車定量控制儀。

圖1　自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)架構(gòu)示意

2.3注意事項(xiàng)

1) 上位機(jī)的IP地址需與串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的IP地址在同一網(wǎng)段中。

2) Modbus協(xié)議中模擬量的寄存器地址段是4xxxxx(十進(jìn)制)，而開關(guān)量的寄存器地址段是1xxxxx(十進(jìn)制)，應(yīng)注意根據(jù)變量類型選擇合適的地址段。

3) 單精度型和長整型變量的長度(如流量參數(shù))是2個(gè)字，共32位。對于16位的寄存器(該項(xiàng)目中定量控制儀的寄存器長度為16位)，單精度型和長整型需要占2個(gè)寄存器，分別存放高位字和低位字。OPC服務(wù)器中此類變量的地址應(yīng)設(shè)置成高位字寄存器的地址，否則讀到的數(shù)據(jù)不正確。

4) RS-485采用差模傳輸，2線傳輸時(shí)其中的1條定義為正，另外1條定義為負(fù)，接線必須嚴(yán)格一一對應(yīng)，不能接反。如果多臺(tái)定量控制儀中有部分的通信是正常的，但是某些定量控制儀的數(shù)據(jù)無法讀取，很可能是其相應(yīng)的RS-485通信電纜接線有誤。

3結(jié)束語

系統(tǒng)運(yùn)行表明，罐區(qū)操作站通過OPC接口可以實(shí)時(shí)讀取裝車定量控制儀上的信息，操作管理人員通過1臺(tái)操作站即可對整個(gè)罐區(qū)的流程包括裝車過程進(jìn)行有效的監(jiān)視，也可以通過對定量控制儀寫入變量實(shí)現(xiàn)對裝車過程的有效控制。比如通過設(shè)置預(yù)裝量即可設(shè)置裝車量，通過設(shè)置密碼和裝車單號可以管理裝車流程等，利用DCS的打印機(jī)可以打印裝車過程中的各類報(bào)表等。由于不需要在控制室設(shè)置單獨(dú)的裝車監(jiān)控管理系統(tǒng)，有效減少了裝車設(shè)備的固定投資，也減少了工廠的運(yùn)營成本和維護(hù)成本。同時(shí)，整個(gè)罐區(qū)的操作管理集中在1臺(tái)操作站上，便于管理。因此，對傳統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化，可以有效地減少成本，提升效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉敏,柳曉菁,劉楓,等.GB/T 19582—2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范.北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]梁里金. OPC技術(shù)在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005(02)： 78-80.

[3]王翊.利用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián).石油化工自動(dòng)化，2007,43(06)： 62-64.

[4]陽憲惠,徐用懋.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.北京： 清華大學(xué)出版社，2008.

[5]袁永春.公路裝車站定量裝車系統(tǒng)設(shè)計(jì).石油化工自動(dòng)化，2011，47(04): 22-25.

[6]李章青，鄧勇，任攀. 棧橋輕油發(fā)運(yùn)裝車控制系統(tǒng)的改進(jìn).石油化工自動(dòng)化，2011，47(04): 41-45.

[7]王笑. 批量控制器在液化石油氣定量裝車中的應(yīng)用.石油化工自動(dòng)化，2012，48(03): 54-56.

中圖分類號：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1007-7324(2015)05-0082-02

作者簡介：朱方紅(1983—)，男，湖南雙峰人，2009年畢業(yè)于北京化工大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于中國天辰工程有限公司，從事化工自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工作，任工程師。