基于OPC實現的PKS與組態王的數據通信

郭永新

(中海石油(中國)有限公司 深圳分公司，廣東 深圳 518054 )

基于OPC實現的PKS與組態王的數據通信

郭永新

(中海石油(中國)有限公司 深圳分公司，廣東 深圳 518054 )

對海上氣田平臺海管流動性保障進行數據分析研究，需要PKS系統將不同設備、不同系統中獲取的實時數據輸出，供新軟件系統調用。通過OPC協議及PKS系統提供的OPC接口，在PKS系統服務器上設置OPC Server, 在組態王服務器上設置組態王OPC Client，實現了組態王獲取PKS實時數據的目的。該方案的實現為PKS系統工程設計及使用人員提供了新的思路及參考措施。

OPC協議 組態王 中控系統

某海上氣田平臺位于南海珠江口盆地，是一座集油氣處理、生產、計量和輸送、鉆修井、生活、動力為一體的綜合平臺。該平臺的中控系統采用Experion PKS Process系統，該系統的工作模式是現場傳感器采集過程數據，PLC控制現場設備，通過組態畫面監控現場生產。PKS系統是基于批處理、過程控制、監控及數據采集系統(SCADA)應用開放的混合控制系統，系統控制器集成了邏輯控制、回路調節控制、順序控制和批量控制，能完成海上平臺里常見的連續過程控制、批量處理、離散量操作、設備控制等生產控制。該平臺中控系統網絡拓撲結構如圖1所示。

從圖1可以看出，第三方服務器通過Modbus協議，將PKS系統與平臺其他第三方PLC連接起來，PKS系統可以獲取第三方控制系統的運行參數，也可以對第三方控制系統發出控制指令。但是PKS系統只能對集成的規則進行組合，對采集到的數據進行邏輯運算、過程處理，而不能進行集成規則外的數據處理。

該平臺投產以來，由于生產工況的變化，需要對海管流動性保障進行數據分析研究，要將平臺不同系統的控制參數進行建模分析，達到最優的控制策略。因此，需要將不同系統的控制參數送到第三方服務器，由第三方服務器中的海管流動性保障軟件進行數據通信、數據庫管理、人機界面以及與核心計算模塊進行數據交換。

該平臺海管流動性保障軟件是采用組態王6.5進行編寫，運用PKS系統的OPC功能，就可以將PKS系統中采集到的所有數據傳輸到組態王軟件。

1 PKS OPC

OPC(OLE for process control)即把OLE(object linking and embedding)應用于工業控制領域。OPC采用客戶端/服務器模式,該體系是在客戶端和服務器之間建立一種通信和數據交換的工業標準機制，其實質是在硬件供應商和軟件開發商之間建立了一套完整的通信規范。按照設置好的通信規范,不同的軟硬件生產商就可以進行數據交換，給用戶集成不同的軟硬件提供了很大的便利。OPC主要的工作原理如圖2所示。

圖1 某海上氣田平臺中控系統網絡拓撲示意

圖2 OPC通信工作原理

為了提高系統的開放性，PKS系統為用戶提供了OPC服務器接口。用戶可以將PKS服務器設置為OPC服務器，將第三方服務器設置為OPC客戶端服務器。OPC客戶程序開發者可以在不同的軟件環境中訪問PKS系統的數據。用戶也不必為硬件特性的改變而重新編寫程序，可直接利用C，VC或VB等程序開發工具開發應用程序，有效地對生產過程進行監控和決策。PKS系統支持OPC技術，所以PKS系統可以集成不同廠商生產的控制系統，當用戶因生產規模擴大等原因需要添加新的控制系統時，不必受制于系統提供商，而是根據實際需要靈活地選擇控制系統，從而大幅降低了系統集成的費用。為了滿足不同的設備、工況的需要，該平臺中控PKS系統集成了Allen Bradley，Modicon，Siemens，Schneider等公司生產的不同型號的PLC共11種，組成了PLC加分散控制系統的形式。

2 組態王硬件設計

要在組態王上獲取PKS系統所集成的數據信息，需要基于PKS OPC的工作原理，將PKS系統設置為OPC服務器，將組態王6.5設置為客戶端服務器，具體的工作原理如圖3所示。

為了盡量避免干擾PKS系統的正常運行，OPC客戶端組態王系統沒有直接接入原有的PKS系統第三方服務器，而是單獨設置通信網絡，組態王與PKS通信硬件配置如圖4所示。

3 設置PKS系統的OPC Server

為了將PKS系統中的數據傳送給組態王軟件，需要在PKS系統中設置OPC Server，具體步驟如下:

1) 在Experion PKS組態工具中設置OPC服務通道，在“Quick Builder”中建立Channels通道,設置通道類型為“OPC Channel”,在main中必須填寫“OPC Channel”名字，組態王服務器機名或IP地址、組態王備用服務器機名或IP地址，組態王服務器的Prog ID值。若未設置備用的服務器，所以該項不填寫。

圖3 組態王與PKS系統通信工作原理

圖4 組態王與PKS通信硬件配置示意

2) 再建立Controllers，設置 type為“OPC Controller”。在main中“Channel name”欄中選擇對應的“OPC Channel”。

3) 最后建立Points，在“Quick Builder”中有Analog Point， Container Point，OPC Advanced Point， Status Point 4種建點類型，其中常用的模擬量/數字量分別由Analog Point/Status Point建立。填寫在PKS系統操作站中該通信點調用顯示的位號，填寫PKS系統操作站中該通信點所在的Asset名稱，填寫PKS系統選用變量的Point ID值。

4 設置組態王 OPC Client

組態王客戶端作為OPC Client，可以通過OPC功能與PKS OPC Server連接。組態王客戶端的操作如下:

1) 查找PKS OPC服務器。在組態王6.5工程瀏覽器中，選擇“OPC服務器”，在“網絡節點名”中輸入之前在PKS OPC Server中設置的Server節點名，點擊“查找”后，列表中會列出PKS OPC Server機器上所有的OPC服務程序，雙擊kingview.view.1，然后點“確認”。

2) 組態王OPC Client定義變量。將在組態王Clinet中定義的變量與PKS OPC Server中的變量建立連接。例如定義PIT-1101，連接設備中選擇剛才定義的OPC服務器kingivew.view.1,在“寄存器”選項中彈出遠程站點上的變量列表，選擇在PKS OPC Server上所希望對應變量的域，選擇“a.value”，表明選擇該對應點的數據值。

3) 設置所有變量并保存，在組態王6.5上運行系統，就實現了組態王通過OPC向PKS系統獲取數據了。

5 結束語

組態王軟件是一款比較簡單、易用的工程組態軟件，作為海上氣田一線的儀表工程人員來說很容易學習并將它運用到中控系統中。運用OPC網絡協議及PKS系統提供的OPC接口，實現了海管流動性保障軟件編寫。在運用組態王6.5編寫的海管流動性保障軟件中，不僅可以實現PKS數據的實在存取，也設置了歷史數據庫，隨時供組態王調取使用。

PKS系統通過OPC協議實現數據輸出，是PKS系統收集數據的“逆向”功能，可供使用PKS系統的工程人員參考。

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DataCommunicationsBetweenPKSandKingviewBasedonOPC

Guo Yongxin

(CNOOC Shenzhen Branch, Shenzhen, 518054, China)

s：When analyzing and studying data on sea pipeline flow ability guarantee by offshore gas field platform,PKS system is needed to get real-time data from different equipment and systems for use in new software system.Through OPC protocol and OPC interface provided by PKS, OPC Server is set up on PKS server.Kingview OPC Client is set up on Kingview server.The purpose of obtaining real-time data from PKS is realized.The implementation of this scheme provides new ideas and reference for PKS engineering design and application.

OPC protocol; Kingview;central control system

稿件收到日期：2017-09-06，修改稿收到日期2017-10-15。

郭永新，男，2008年畢業于長江大學自動化專業，獲學士學位，現就職于中海石油(中國)有限公司深圳分公司，從事海上氣田石油天然氣開發工作，任工程師。

TP336

B

1007-7324(2017)06-0046-03