基于OPC技術的煙草薄片生產線整機控制系統通訊網絡的設計與實現

鄭慶元　徐曉偉　李亞

摘要：基于OPC技術，以模擬信號在QCS系統、DCS系統、工控網間交互為例，詳細說明了關鍵設置步驟，為多系統間通訊提供了一種方法，經應用證明，實時性好、經濟可靠。

關鍵詞：OPC;QCS;DNA;DCS;PCS7;跨網通訊

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0013-02

0 引言

隨著生產過程復雜性的迅速提高，要求集控系統具備更高的綜合性能，保障大量、實時、可靠、有效的數據傳輸。但由于在煙草薄片生產線上廣泛應用的DCS、QCS、FCS、SCADA等系統來自于不同的生產商，而各生產商之間的通信需要重新購買授權，否則只能形成“自動化孤島”，從而影響了系統的在線質量管理水平，難以實現信息交互和互聯操作。

1 OPC技術簡介

OPC（OLE for Process Control，用于過程控制的OLE）是一個工業標準，提供了統一的數據訪問軟硬件接口，用于過程控制和制造業自動化系統。

在OPC模式中采用了多種關鍵技術規范，主要有COM/DCOM技術和DA規范等。

根據OPC規范及其原理，利用開發語言設計了一個用于再造煙葉生產線DCS系統多規約OPC通訊網關。

2 再造煙葉生產線工藝簡介

在再造煙葉生產中，碎煙末、碎煙片、煙梗等通過三級逆流提取，實現固液分離，固體部分即煙草纖維添加天然長纖后進入紙機抄造形成片基，液體部分經過萃取調配形成涂布液，片基涂布干燥后形成成品，分切打包后即可銷售。

3 在再造煙葉生產線控制系統中的應用

3.1 系統總體架構

在工控網中配置兩臺IBM雙網卡服務器，一臺用于數據采集，一臺作為應用和數據庫服務器。生產現場多臺客戶機及各工段PLC設備用于執行生產任務及生產過程監控。對現有各系統統一規劃各個生產段IP，全部組入同一段網絡，包括原料預處理工段、風送除塵工段、水提取工段、濃縮工段、涂布液調配工段、完成工段、試驗線原料預處理與醇提取工段、大線DCS控制室等8個部分。涉及到的系統軟件有西門子的STEP7、PCS7、Starter、Wincc等。

3.2 組態編程設計

通過查閱資料，嘗試通過建立OPC站連通數據流或系統跨接的辦法實現數據連通，方案實施如下：

生產車間DCS控制系統通過底層邏輯控制程序讀取終端傳感器采集點的數據經過加工處理后存入相應的DB塊。一般情況下，終端傳感器都具備RS232/485串口或以太網（TCP/IP 和UDP）端口。

由OPC Client采集程序采用OPC協議采集相應DB塊的工藝參數數據保存到雙網卡的關系型數據庫;在關系型數據庫表TECH_DATAITEMS中配置工藝參數信息如圖1所示。

通過OPC Client采集器采集相應工藝參數DB塊數據存入關系型數據表TAGS_REALTIMEVAL。通過綜合管理信息平臺數據采集器實時將采集數據傳送至綜合管理信息平臺數據庫。綜合管理信息平臺自動根據數據變化以增量同步數據的方式將工藝參數數據抽取至綜合管理信息平臺，數據存放分區表T_PMS_DATAITEM，如圖2所示。

綜合管理信息平臺實時接收數據進行統計分析并分區存儲歸檔。通過綜合管理信息平臺采取分區表的方式存儲工藝參數歸檔數據及SPC統計分析、展示等，如圖3所示，成功實現數據交互。

4 結語

本方案在實際應用中實現了多系統之間到工控網間的數據通訊聯系，成功完成了生產工控網絡間重要工藝點的連通采集工作，模擬量信號傳輸效果良好，免去了系統之間高額的授權費用經濟可靠、實時性高，為過程質量數據分析提供了保障。

參考文獻

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