OPC技術(shù)在輸氣站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭勇，李曉駿

（中國石油化工股份有限公司華北分公司第一采氣廠，鄭州450042）

塔榆末站輸氣站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)與陜西省交界處，為大牛地氣田重要的貿(mào)易計(jì)量門站，年輸氣量達(dá)2.5×109m3。由于供氣需要，于2010年8月開始對塔榆末站站場進(jìn)行改造，其中對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)是改造重點(diǎn)。

1 OPC技術(shù)介紹

OPC（OLE for Process Control）是以微軟公司COM和DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建的一種應(yīng)用于自動化領(lǐng)域的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，以及以對象鏈接與嵌入／組件對象模型（OLE／COM）和分布式組件對象模型（DCOM）機(jī)制作為應(yīng)用程序的通信標(biāo)準(zhǔn)。OLE是一種對象鏈接與嵌入技術(shù)，即使在不同類型信息之間也提供了高度的兼容性；COM是指組件對象模型，它為對象之間的通信提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口；DCOM是指組件對象模型，它是網(wǎng)絡(luò)間的進(jìn)程通信的一種接口。通過COM接口，OPC客戶程序可以和一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)商的OPC服務(wù)器連接，同時(shí)一個(gè)服務(wù)器也可以和多個(gè)客戶程序連接，形成多對多的關(guān)系。OPC技術(shù)基于DCOM，因而客戶程序和服務(wù)器可以分布在不同的主機(jī)上，形成網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

此次改造新增加1套計(jì)量撬，包括4套超聲波流量計(jì)、5臺電動球閥、5臺溫度變送器、5臺壓力變送器和5套固定式可燃性氣體報(bào)警儀，增加1臺PC做為工程師工作站，與原操作臺PC形成主從模式。

改造采用以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)的小型站控系統(tǒng)，其規(guī)模較小，結(jié)構(gòu)簡單。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，為了節(jié)約成本，縮短開發(fā)周期，可以采用RSView 32軟件開發(fā)工具，借助RSLINX和KEPSEVER OPC服務(wù)器的接口，開發(fā)滿足功能的監(jiān)控系統(tǒng)。

整套系統(tǒng)的開關(guān)量包括可燃性氣體報(bào)警儀等；模擬量包括管線壓力、溫度、電動球閥控制。7套超聲波流量計(jì)分別配有不同型號的流量計(jì)算模塊。在功能上要求對開關(guān)量和模擬量進(jìn)行檢驗(yàn)和監(jiān)督，并傳回監(jiān)控室中的計(jì)算機(jī)，達(dá)到顯示整個(gè)輸氣系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)目的。另外，通過在控制室中監(jiān)控計(jì)算機(jī)能夠遠(yuǎn)程控制電動球閥開度并進(jìn)行調(diào)節(jié)，還要記錄某些關(guān)鍵參數(shù)，如壓力、溫度、流量值、累計(jì)流量等，從而形成報(bào)表，方便查詢。

通過分析選擇的PLC作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及控制核心，流量計(jì)算模塊采集現(xiàn)場計(jì)量撬上壓力、溫度和流量信號。輸出的信號通過一個(gè)MOXA NPORT轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，與PLC再通過交換機(jī)與現(xiàn)場控制室2臺PC連接。上位機(jī)組態(tài)RSView OPC服務(wù)器利用RSLINX與PLC系統(tǒng)進(jìn)行通信。安裝KEPSEVER解決與不同型號流量計(jì)算模塊進(jìn)行通信的問題。使用RSView32進(jìn)行組態(tài)，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄、歷史查詢、報(bào)警記錄等模塊，形成一套安全穩(wěn)定、功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)。

3 具體實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件配置

a）在同一網(wǎng)域中配置PC，PLC，MOXA NPORT，分配獨(dú)立的IP地址，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信。

b）現(xiàn)場儀表溫度變送器、壓力變送器等采用兩線制接入PLC和流量計(jì)算模塊，超聲波流量計(jì)采氣RS－485接口接入流量計(jì)算模塊。

c）流量計(jì)算模塊支持Modbus協(xié)議接到MOXA NPORT，由RS－485串口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口。

d）執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電動閥門與接入PLC的模擬輸入和模擬輸出實(shí)現(xiàn)PID開度控制。

3.2 軟件配置

3.2.1 RSLINX配置

選擇COMMUNICATIONS／CONFIGURE DRIVERS添加Ethernet device，設(shè)置Host name為PLC IP，點(diǎn)擊RSWHO。如果看到PLC設(shè)備，則配置PLC驅(qū)動成功。

3.2.2 KEPSEVER配置

a）配置通信參數(shù)：channel name，flow calulate Device driver，Modbus Ethernet。

b）配置設(shè)備地址：device：Flow1，device model：Modbus，device ID：設(shè)地址和request周期。

c）添加標(biāo)簽地址、數(shù)據(jù)類型、是否可寫、掃描周期。

配置正確后，點(diǎn)擊工具欄tools／lauch OPC Quick Client，彈出對話框，可以查看OPC Client設(shè)備的通信狀況，以及標(biāo)簽是否有數(shù)值讀過來。

大多數(shù)OPC Clients和OPC Servers利用DCOM通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。在Windows XP中，經(jīng)由DCOM的OPC通信是默認(rèn)關(guān)閉的。當(dāng)使用XP SP2時(shí)，重建OPC通信需要一些必要設(shè)置，可以參照說明書自行設(shè)置，筆者不再贅述。

3.2.3 RSVIEW 32配置及組態(tài)開發(fā)

RSView32是一種專門用于工業(yè)控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件支持OPC協(xié)議，可以作為OPC服務(wù)器為客戶端提供數(shù)據(jù)，也可以將RSView32設(shè)置為客戶端，數(shù)據(jù)源為服務(wù)器。

a）工程師站PC RSVIEW 32節(jié)點(diǎn)設(shè)置，數(shù)據(jù)源為OPC服務(wù)器，服務(wù)器名為KEPware.KEPServerEnterprise.V4，本機(jī)，KEPSever為OPC服務(wù)器，為工程師站PC RSVIEW 32OPC客戶端提供數(shù)據(jù)。

b）操作臺PC RSVIEW采用32節(jié)點(diǎn)設(shè)置，數(shù)據(jù)源為OPC服務(wù)器，服務(wù)器名為RSI.RSView32OPCTagServer遠(yuǎn)程。工程師站PC RSview32作為OPC遠(yuǎn)程服務(wù)器與操作臺RSView32OPC客戶端連接，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽值（TagValue）的點(diǎn)對點(diǎn)通信，共享圖形標(biāo)簽數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1 RSVIEW32OPC Client／sever

RSView32內(nèi)置圖庫，可輕易完成繪制工藝流程圖、趨勢圖、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)等功能的組態(tài)界面。同時(shí)，RSView32內(nèi)置Visual Basic Application Script語言，用戶可輕易編制歷史數(shù)據(jù)查詢等特定控制功能模塊。

4 結(jié)束語

筆者介紹了OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理，并基于OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了KEPSEVER與不同廠家流量計(jì)算模塊通信，組態(tài)軟件RSVIEW32與KEPSEVER數(shù)據(jù)傳輸，主從操作臺組態(tài)軟件之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問。經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，組態(tài)顯示的數(shù)據(jù)刷新率高，實(shí)時(shí)性好，達(dá)到了工業(yè)控制的要求。

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