基于OPC技術(shù)的火電廠自動化平臺設計

杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業(yè)學院,河南 鶴壁 458030）

基于OPC技術(shù)的火電廠自動化平臺設計

杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業(yè)學院,河南 鶴壁 458030）

為了解決在火電廠各個自動化系統(tǒng)之間各不兼容，無法數(shù)據(jù)共享，綜合分析應用的問題，提出了一種基于標準OPC技術(shù)的自動化平臺，分析了OPC技術(shù)的基本原理和結(jié)構(gòu)，設計出了一套適合在火電廠中應用的基于OPC技術(shù)的上位機軟件平臺，經(jīng)過實際應用，該方案穩(wěn)定可靠，達到了預期的目的。

OPC技術(shù);火電廠;自動化平臺;標準接口

1　引言

在發(fā)火電廠各個自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，需要使用多種不同的底層控制器設備（如傳感器、執(zhí)行機構(gòu)等），這些設備往往來自不同的廠家，各個廠家的底層控制系統(tǒng)接入自動化平臺時，使用各自的驅(qū)動程序而沒有統(tǒng)一的接入標準，這就造成了所有的數(shù)據(jù)全礦井的綜合數(shù)據(jù)分析應用平臺。無法統(tǒng)一管理和上傳，無法實現(xiàn)各個子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享，分析，利用的機制。

為了解決這個問題，需要在所有的底層控制系統(tǒng)和統(tǒng)一的自動化平臺系統(tǒng)之間建立一個通用的標準接口，而國際標準的OPC（OLE forProcessContorl）技術(shù)則會起來很好的作用。

2　OPC系統(tǒng)的技術(shù)原理

OPC技術(shù)采用客戶端/服務器的機制，具有代碼重用性、編程語言無關(guān)性、易于集成的優(yōu)點。其具體方式為：底層硬件設備廠商按照標準的OPC接口協(xié)議編寫Server（服務器）程序，上級軟件廠商按照標準的接口協(xié)議編寫Client（客戶端）程序，這樣既可完成計算機集控系統(tǒng)和底層硬件的數(shù)據(jù)通訊。具體技術(shù)原理如圖1所示。

圖1　OPC的技術(shù)原理

3　火電廠自動化平臺結(jié)構(gòu)設計

自動化平臺建立的初衷是為了對整個生產(chǎn)過剩的所有系統(tǒng)進行工況狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集，智能分析存儲，統(tǒng)一管理控制執(zhí)行機構(gòu)。根據(jù)火電廠的生產(chǎn)工藝過程，接入的主題體可分為以下幾個部分：

燃燒系統(tǒng)：包括輸煤、脫硫、鍋爐、除灰等子系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)：水處理系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)：發(fā)電機組、一次側(cè)系統(tǒng)、二次側(cè)系統(tǒng)

（1）設備層：設備層為各個專業(yè)的子系統(tǒng)的自動控制層。各個廠家根據(jù)工藝需求自行編制的智能化執(zhí)行層，通過現(xiàn)場的PLC、DCS、智能控制器實現(xiàn)本次的數(shù)據(jù)采集、上傳通訊，通過統(tǒng)一的TCP/IP以太網(wǎng)協(xié)議架構(gòu)，將各種工作現(xiàn)場總線如RS485，CANOPEN,ICAN等總線的各種設備實現(xiàn)硬件層的統(tǒng)一。

（2）OPC接入層：OPC接入層為OPC服務器，各個子系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)以不同的協(xié)議上傳至以太網(wǎng)絡，這時配置OPC的通訊服務器，設置不同的OPC采集通道對接不同的通訊協(xié)議，（如Modbus協(xié)議、CANopen協(xié)議、PLC接入?yún)f(xié)議或自由協(xié)議）將所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，形成一個綜合所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務器，從而實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的整合。

（3）決策層：決策層為OPC客戶端所在的控制決策服務器，OPC客戶端將數(shù)據(jù)從服務器中讀取出來，經(jīng)過各種工藝邏輯處理，進行各項數(shù)據(jù)分析、整理、儲存、發(fā)布。并且可以根據(jù)工藝需要，在開放權(quán)限的情況下，下發(fā)控制指令，進行各個子系統(tǒng)的集中控制。

（4）信息層：根據(jù)決策層的的客戶端軟件，通過WEB發(fā)布服務器，有選擇的將一些二次數(shù)據(jù)發(fā)布到辦公以太網(wǎng)，從而使整個廠區(qū)的生產(chǎn)負責人、維修負責人和設備負責人及時掌握設備情況、生產(chǎn)情況。提高廠區(qū)的自動化信息水平。

4　基于OPC技術(shù)的火電廠綜合自動化平臺的應用

某礦務局自備電廠有兩臺30萬發(fā)電機組和兩臺14.5萬發(fā)電機組，采用本系統(tǒng)架構(gòu)建設了一套自動化平臺，目前已將燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)部分接入，共接入了15個子系統(tǒng)，其中接入的底層設備有西門子S7-300系列PLC，S7-400系列PLC，ABB的Logic-5000系列PLC，許繼智能保護器等多種設備。

5　結(jié)語

實際應用表明：采用OPC技術(shù)的火電廠綜合自動化平臺系統(tǒng)能夠滿足不同廠家接入子系統(tǒng)的需求，對提高電廠的自動化水平、保障生產(chǎn)和設備安全，起到了很大的作用，整個系統(tǒng)運行期間數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定可靠、控制指令完成良好，為合理的調(diào)配產(chǎn)能、預防事故發(fā)生、指揮設備檢修、事故調(diào)查分析等提供了有效的現(xiàn)場依據(jù)，極大了提高了電廠的自動化水平。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.168

杜惠娜(1989-),女，河南滑縣人，助教，研究方向：電氣控制技術(shù)方向。