基于WinCC之OPC通信在遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

趙 云

（山東萊蕪鋼鐵集團(tuán) 自動(dòng)化部，山東 萊蕪 271104）

0 引言

為了能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工程中以區(qū)域指揮中心為客戶端的遠(yuǎn)程維護(hù)模式，需將現(xiàn)場工藝監(jiān)控畫面和工藝參數(shù)采集到值班室服務(wù)器中，通過骨干網(wǎng)遠(yuǎn)傳到指揮中心。本文提出一種基于OPC的制氧生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控方案，通過自動(dòng)采集壓力、溫度、流量等參數(shù)，集中計(jì)算并遠(yuǎn)程傳送的方式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析、優(yōu)化調(diào)制，達(dá)到了合理、準(zhǔn)確、高效維護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。

1 OPC簡介

OPC（OLE for Process Control）是一個(gè)軟件總線，其軟件體系結(jié)構(gòu)為“服務(wù)器－客戶端（OPC Server／Client）”模式，它為基于 Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用架設(shè)了橋梁。

因現(xiàn)場設(shè)備種類繁多，且產(chǎn)品不斷升級(jí)，系統(tǒng)集成商和開發(fā)商急切需要一種具有高效性、開放性、可靠性和互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。OPC通過提供一套標(biāo)準(zhǔn)的OLE／COM接口完成定制。

OPC采用基于微軟的DCOM安全機(jī)制運(yùn)行，而DCOM安全機(jī)制又較嚴(yán)密，因此在OPC通訊時(shí)應(yīng)進(jìn)行DCOM配置。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控軟硬件配置

遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)建立了維護(hù)各生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，并建立了雙網(wǎng)通信結(jié)構(gòu)：下層是連接本班組下各生產(chǎn)線的控制網(wǎng)絡(luò)；上層則是連接各區(qū)域維護(hù)中心與自動(dòng)化部調(diào)度，采用了專網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

管理層包括IH、IA服務(wù)器及其客戶端，并且與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)。它建立了WinCC與IA和IH的通信，并開發(fā)有報(bào)警畫面。通過IE瀏覽器可訪問到IA服務(wù)器，查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史趨勢與報(bào)警信息，觀察現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程分析故障原因。

通過光纖傳輸，采用TCP／IP協(xié)議直接采集現(xiàn)場DCS及PLC系統(tǒng)中的CPU數(shù)據(jù)。采用這種方法既減少了對(duì)現(xiàn)場工藝及上位監(jiān)控機(jī)的影響，又方便遠(yuǎn)程監(jiān)控工程的維護(hù)。

現(xiàn)場層包括現(xiàn)場DCS及PLC控制系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用WinCC，由OPC服務(wù)器訪問現(xiàn)場硬件，并將數(shù)據(jù)以O(shè)PC接口方式提供給IA服務(wù)器。制氧生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置如圖1所示。

圖1 制氧生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置示意圖

通過下層通信，生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)實(shí)際需要保存為歷史數(shù)據(jù)；通過上層通信，實(shí)時(shí)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫向區(qū)域中心發(fā)布信息，異地用戶通過掛在專網(wǎng)的客戶機(jī)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)。

3 WinCC與WinCC之間的通信組態(tài)

通過OPC建立WinCC之間的連接，服務(wù)器和客戶機(jī)都要組態(tài)WinCC項(xiàng)目，并可通過其IP地址相互訪問。其組態(tài)步驟如下：

（1）組態(tài)服務(wù)器上的 WinCC項(xiàng)目，包括建立變量、組態(tài)界面等。

（2）組態(tài)客戶機(jī)上的 WinCC項(xiàng)目：①添加“OPC通道”，其所在位置為變量管理器；②創(chuàng)建與OPC服務(wù)器的連接，在“OPC條目管理器”中，組態(tài)與服務(wù)器變量相對(duì)應(yīng)的變量，通過變量實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換；③組態(tài)服務(wù)器和客戶機(jī)的界面。

（3）進(jìn)行調(diào)試，激活服務(wù)器與客戶機(jī)上的項(xiàng)目。

4 結(jié)束語

本文介紹了OPC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，并基于OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了組態(tài)軟件WinCC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?？蛻舳丝梢宰x取所需的壓力、溫度、流量等信號(hào)，根據(jù)工藝參數(shù)將相關(guān)參數(shù)寫入服務(wù)器，再由服務(wù)器通過Profibus－DP網(wǎng)絡(luò)傳送到DCS及PLC控制系統(tǒng)中，完成控制閉環(huán)，而且系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新率高，實(shí)時(shí)性好，達(dá)到了工業(yè)控制的要求。能夠保證監(jiān)控人員在遠(yuǎn)程維護(hù)中心及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障所在點(diǎn)，有利于人力資源的合理分配。

［1］ 陳欣，王浩宇，郎朗．基于OPC技術(shù)的上位機(jī)和西門子PLC的通信［J］．自動(dòng)化與儀器儀表，2008（1）：70－73．

［2］ 蔡思文，祁耀斌．OPC客戶端設(shè)計(jì)及其在監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用［J］．微計(jì)算機(jī)信息，2007，23（13）：106－108．