風電機組監控系統軟件中的OPC技術的應用研究

王 騫 王 博

白銀風電有限公司，甘肅蘭州 730070

OPC技術在現代工業中有著廣泛應用，通過對其進行合理應用，可以使生產變得更加簡單，并且能夠促進行業的發展。例如，OPC技術在風電機組監控系統軟件中的應用就不會出現錯誤。在對實際應用過程中，為了使OPC技術的作用能夠得到充分發揮，應當從實際出發，做好相應的分析工作。

1 OPC技術的簡介

1.1 OPC的變化歷程

OLE for Process Control的縮寫就是OPC，OPC的產生為Windows系統和控制現場過程的應用創立了紐帶。以前，為了達到獲取現場設備信息數據的目的，各個應用程序的開發人員都得寫特殊的接口函數。由于各種各樣的現場設備，并且軟件商品的連續進級，通常會給使用者和軟件開發者帶來很多工作上的麻煩。即使這樣在工作中的需求往往不能讓使用者滿意，系統的使用者和開發者急迫的需求一個設備驅動程序，它具有卓效性、牢靠性、靈通性、可以互用性的特點。在這樣的狀況中，OPC標準為了滿足人們的需要而誕生。以微軟公司OLE技術為基本，OPC標準才得以出現，經過供給一種標準的OLE/COM接口實現才能完成OPC的制作，OLE技術運用在OPC技術中，它可以讓很多臺微機之間互換文件、圖像等。

1.2 OPC技術的應用

通過對OPC技術應用，可以使通信連接變得更加輕巧、簡單，并且應用變得更加容易，同時也提供了一種軟件總線形式。在作業現場各項設備中的OPC服務器的功能與I/O驅動程序相似，其在應用過程中的作用，是與數據供應方現場設備完成相應的通信，從而使數據供應方的數據，利用標準接口，“展示”給使用方[1]。標準接口是確保互操作性的重點，通過對其進行應用，使OPC客戶能“對話”多個OPC服務器，減少了開發程序，在確保滿足使用需求的基礎上，提高了經濟效益。

2 風電機組中監控軟件的具體實現

2.1 開發OPC服務器

通常來說，一個設備的OPC服務由標準接口實現和硬件設備通信模塊兩者共同構成。開發OPC服務器可以通過下列兩種方式進行：（1）源碼級開發。（2）利用一些廠商提供的快速工具完成相應的開發工作。

在具體開發過程中，采用OPC工具，雖然會導致開發過程中的靈活性有所下降，但是通過該方式完成相應的開發工作，實現了標準接口，因此在應用過程中，用戶能夠實現和設備的部分通信即可，這大幅度縮短了開發所需時間。

2.2 客戶端的具體實現

2.2.1 具有的功能

通過對系統進行分析，最終確定人機界面在實際應用過程中，應當具有以下幾項功能：

顯示和查詢控制系統在應用過程中，控制風電機組的數據、運行狀態、故障狀態信息。

設置系統在運行期間，控制風力發電組在運行過程中的具體參數。

實現人工起/停、偏航、復位等各項調試操作，完成風電機組運行的合理控制，避免安全事故的發生，確保其運行的穩定性。

2.2.2 開發基本功能

OPC客戶端是一種可視化、面向對象和采用事件驅動方式結構化的一種設計語言。除此之外，為了確保監控軟件界面在實際顯示過程中更加生動直觀，在具體開過程中，應當對一些現場的儀器儀表等進行再次開發，適當添加OPC特性支持，利用配置控件屬性，將獲取的OPC服務器上的數據，合理地映射到相應的空間數據接口上，最終形成圖形。這樣不僅方便應用，而且便于后期采取相應的方式對圖形的實際情況進行適當整改。

2.2.3 模擬量的登錄與退出

登錄模塊。登錄模塊的具體操作內容如下：①依據OPC技術的實際規范，分組需要顯示的數據，并且應當在該基礎上，同激活的OPC服務器進行聯系。②啟動OPC服務器時鐘（時鐘）。③顯示登錄成功。

退出。退出模塊的具體操作內容如下：①適當釋放OPC組內的具體內容，同時經將OPC組清除。②關閉時鐘。

2.3 開發特殊功能

風電場在未來一段時間將會朝著無人值守方向發展。風電機組在運行過程中，如果因為各種原因，導致機組運行過程中出現了故障，再對出現的故障進行科學分析和追憶。在軟件設計過程中，為了確保完成對故障的合理分析，確保生產工作的順利進行，開裂故障自動錄波信息獲取，以及具有查詢功能的模塊。該模塊在實際應用過程中，可以完成對主控控制器中相應組件的調用，通過該方式，從風機主控控制器中自動獲取相應的故障日志，以及相應的故障濾波數據，并且對獲取到的數據信息進行保存，從而實現對出現的具體故障的查看，同時完成相應的分析工作。除此之外，通過對配置文件自動化設備規范的端口號和網絡地址，從而適應不同的件自動化設備規范。在實際操作過程中，“獲取信息準備”模塊在運行過程中的操作如下：（1）通過合理的方式對配置文件進行合理調用，獲取系統中組件在實際通訊過程中需要的各項信息內容，從而確保組件運行的合理性。（2）啟動濾波信息標示時鐘，完成相應監控作業。

3 OPC技術對工業控制系統的影響

3.1 設備驅動程序開辟中異構的難點得以解決

OPC的使用，使設備驅動程序開辟中異構的難點得以解決。伴隨著持續發達的IT技術，陸續提升的用戶需要，以集散控制系統為主導的工業控制系統性能越來越多，構造也越來越復雜，范圍也日益擴大。一個工業的控制系統一般都是采用了一家乃至很多家有差異單位的控制設備或者系統集成才能形成一套大的系統，但是由于沒有一個統一的規范準則，所以各種設備都得寫上相對應的驅動程序，并且，如果系統設備更新、改正的時候，驅動程序也得做出相應的改正。與此同時，能夠產生沖突危機的一個重要原因就是，在同一個系統中啟動不同公司的控制程序。

3.2 現場總線系統中異構網段之間數據互換問題得以解決

OPC軟件的出現，讓現場總線系統中異構網段之間數據互換的問題得以解決。現場總線系統中還有很多種總線共同存在的情況，所以目前難點在于系統集成和異構控制網段之內的數據互換。在OPC成為異構網段集成的中間件以后，只需OPC服務器由每個總線段提供出來，任何一個OPC的客戶端程序都能經過同樣的OPC接口聯系到這個OPC服務器，來獲得每個總線段的data， 而且也能非常輕松地完成異構總線段中間的數據互換。并且，在它們里邊其中一個總線的協議版本進行了更新，那么僅對相對的總線的軟件進行更新改正即可。

3.3 成為了連接專門數據庫的中間件

OPC技術出現后成為了連接專門數據庫的中間件。在現實生產的使用中，許多控制軟件都使用專門當時的數據庫或者是以前用過的數據庫，使用的這個數據庫都是控制軟件的開發者自己研發出來的。對于這樣的數據庫的使用，它不會像使用普通數據庫那么簡單，只有通過移用開發者供給的API函數或者別的特別的形式。但是開發者它們提供的API函數也是各不相同的，這樣就會產生與硬件驅動器開發同樣的難點：只有通過非常麻煩的辦法，寫出不一樣的代碼，才能點擊不一樣監控軟件中專門的數據庫，但是如果使用了OPC就能夠非常輕松地處理這個難點，想要實現用戶按照OPC準則的需求寫出OPC客戶端的程序也不用知道這個專門數據庫特殊的接口要求，只需專門的數據庫的開發者在提出數據庫的時候提出一個專門點擊這個數據庫的OPC服務器即可。

3.4 方便收集不一樣的數據

OPC方便收集不一樣的數據，也為方便控制系統向管理系統更新供給了便利。目前，網絡化是控制系統成長趨向的一個特點，IT技術是控制系統內部使用的一種技術，巨大的控制系統是通過網絡連接著控制系統與控制系統組合而成的，并且，網絡連接著全部的控制系統和公司的管理系統，全部公司網中的一個子網就是控制系統。由于OPC發揮著重要的作用，才能更好地完成企業網絡。現場設備與監控系統之間、監控系統內部各組件之間、監控系統與企業管理系統之間以及監控系統與因特網之間，組成了企業的信息集成，其中的連接件就是OPC。按一套標準的組件對象模型、方式和特性，給出了便利的信息交流和互換。不管是管理系統還是控制系統，不管是可編程控制器還是分布式控制系統，或許是現場總線控制系統，都能用OPC迅速牢靠的互換雙方的信息。也就是說，全部的企業網絡數據接口準則就是OPC，因此，OPC升高了企業管理的水準，增加了控制系統的性能，增加了網絡的技能。

4 結語

OPC技術子現代工業中有著廣泛應用，將其合理的應用在風機主控系統監控軟件上，可以實現對各項數據的內容的動態收集，并且具有自動獲取信息，以及相應的保存功能，可以實現機組運行過程中進行故障追憶，以及相應的分析工作，提高運行的可靠性。

[1] 孟磊，鄒志云，任夫健，等.組態軟件和OPC技術在化工過程仿真中的應用研究[J].石油化工自動化，2016，52（3）：32-35.

[2] 盧健儉，何永義，王永波，等.OPC技術在電子電力控制器測試平臺的應用[J].制造業自動化，2013，35（6）：60-63.

[3] 黃征，呂勁松，曾爾陽.基于OPC技術的集散控制系統的實現[J].煙草科技，2012（7）：32-35.