基于OPC技術的火電廠自動化平臺設計

杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業學院,河南 鶴壁 458030）

基于OPC技術的火電廠自動化平臺設計

杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業學院,河南 鶴壁 458030）

為了解決在火電廠各個自動化系統之間各不兼容，無法數據共享，綜合分析應用的問題，提出了一種基于標準OPC技術的自動化平臺，分析了OPC技術的基本原理和結構，設計出了一套適合在火電廠中應用的基于OPC技術的上位機軟件平臺，經過實際應用，該方案穩定可靠，達到了預期的目的。

OPC技術;火電廠;自動化平臺;標準接口

1　引言

在發火電廠各個自動化系統的實現過程中，需要使用多種不同的底層控制器設備（如傳感器、執行機構等），這些設備往往來自不同的廠家，各個廠家的底層控制系統接入自動化平臺時，使用各自的驅動程序而沒有統一的接入標準，這就造成了所有的數據全礦井的綜合數據分析應用平臺。無法統一管理和上傳，無法實現各個子系統之間數據共享，分析，利用的機制。

為了解決這個問題，需要在所有的底層控制系統和統一的自動化平臺系統之間建立一個通用的標準接口，而國際標準的OPC（OLE forProcessContorl）技術則會起來很好的作用。

2　OPC系統的技術原理

OPC技術采用客戶端/服務器的機制，具有代碼重用性、編程語言無關性、易于集成的優點。其具體方式為：底層硬件設備廠商按照標準的OPC接口協議編寫Server（服務器）程序，上級軟件廠商按照標準的接口協議編寫Client（客戶端）程序，這樣既可完成計算機集控系統和底層硬件的數據通訊。具體技術原理如圖1所示。

圖1　OPC的技術原理

3　火電廠自動化平臺結構設計

自動化平臺建立的初衷是為了對整個生產過剩的所有系統進行工況狀態監控，數據采集，智能分析存儲，統一管理控制執行機構。根據火電廠的生產工藝過程，接入的主題體可分為以下幾個部分：

燃燒系統：包括輸煤、脫硫、鍋爐、除灰等子系統

汽水系統：水處理系統、循環水系統、渦輪系統

電氣系統：發電機組、一次側系統、二次側系統

（1）設備層：設備層為各個專業的子系統的自動控制層。各個廠家根據工藝需求自行編制的智能化執行層，通過現場的PLC、DCS、智能控制器實現本次的數據采集、上傳通訊，通過統一的TCP/IP以太網協議架構，將各種工作現場總線如RS485，CANOPEN,ICAN等總線的各種設備實現硬件層的統一。

（2）OPC接入層：OPC接入層為OPC服務器，各個子系統將所有數據以不同的協議上傳至以太網絡，這時配置OPC的通訊服務器，設置不同的OPC采集通道對接不同的通訊協議，（如Modbus協議、CANopen協議、PLC接入協議或自由協議）將所有子系統的數據接入，形成一個綜合所有系統的數據服務器，從而實現了整個系統的數據采集的整合。

（3）決策層：決策層為OPC客戶端所在的控制決策服務器，OPC客戶端將數據從服務器中讀取出來，經過各種工藝邏輯處理，進行各項數據分析、整理、儲存、發布。并且可以根據工藝需要，在開放權限的情況下，下發控制指令，進行各個子系統的集中控制。

（4）信息層：根據決策層的的客戶端軟件，通過WEB發布服務器，有選擇的將一些二次數據發布到辦公以太網，從而使整個廠區的生產負責人、維修負責人和設備負責人及時掌握設備情況、生產情況。提高廠區的自動化信息水平。

4　基于OPC技術的火電廠綜合自動化平臺的應用

某礦務局自備電廠有兩臺30萬發電機組和兩臺14.5萬發電機組，采用本系統架構建設了一套自動化平臺，目前已將燃燒系統、汽水系統、電氣系統部分接入，共接入了15個子系統，其中接入的底層設備有西門子S7-300系列PLC，S7-400系列PLC，ABB的Logic-5000系列PLC，許繼智能保護器等多種設備。

5　結語

實際應用表明：采用OPC技術的火電廠綜合自動化平臺系統能夠滿足不同廠家接入子系統的需求，對提高電廠的自動化水平、保障生產和設備安全，起到了很大的作用，整個系統運行期間數據采集穩定可靠、控制指令完成良好，為合理的調配產能、預防事故發生、指揮設備檢修、事故調查分析等提供了有效的現場依據，極大了提高了電廠的自動化水平。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.168

杜惠娜(1989-),女，河南滑縣人，助教，研究方向：電氣控制技術方向。