風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)軟件中的OPC技術(shù)的應(yīng)用研究

王 騫 王 博

白銀風(fēng)電有限公司，甘肅蘭州 730070

OPC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用，通過對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，可以使生產(chǎn)變得更加簡(jiǎn)單，并且能夠促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。例如，OPC技術(shù)在風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)軟件中的應(yīng)用就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。在對(duì)實(shí)際應(yīng)用過程中，為了使OPC技術(shù)的作用能夠得到充分發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)從實(shí)際出發(fā)，做好相應(yīng)的分析工作。

1 OPC技術(shù)的簡(jiǎn)介

1.1 OPC的變化歷程

OLE for Process Control的縮寫就是OPC，OPC的產(chǎn)生為Windows系統(tǒng)和控制現(xiàn)場(chǎng)過程的應(yīng)用創(chuàng)立了紐帶。以前，為了達(dá)到獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息數(shù)據(jù)的目的，各個(gè)應(yīng)用程序的開發(fā)人員都得寫特殊的接口函數(shù)。由于各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并且軟件商品的連續(xù)進(jìn)級(jí)，通常會(huì)給使用者和軟件開發(fā)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(tǒng)的使用者和開發(fā)者急迫的需求一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，它具有卓效性、牢靠性、靈通性、可以互用性的特點(diǎn)。在這樣的狀況中，OPC標(biāo)準(zhǔn)為了滿足人們的需要而誕生。以微軟公司OLE技術(shù)為基本，OPC標(biāo)準(zhǔn)才得以出現(xiàn)，經(jīng)過供給一種標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM接口實(shí)現(xiàn)才能完成OPC的制作，OLE技術(shù)運(yùn)用在OPC技術(shù)中，它可以讓很多臺(tái)微機(jī)之間互換文件、圖像等。

1.2 OPC技術(shù)的應(yīng)用

通過對(duì)OPC技術(shù)應(yīng)用，可以使通信連接變得更加輕巧、簡(jiǎn)單，并且應(yīng)用變得更加容易，同時(shí)也提供了一種軟件總線形式。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)設(shè)備中的OPC服務(wù)器的功能與I/O驅(qū)動(dòng)程序相似，其在應(yīng)用過程中的作用，是與數(shù)據(jù)供應(yīng)方現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成相應(yīng)的通信，從而使數(shù)據(jù)供應(yīng)方的數(shù)據(jù)，利用標(biāo)準(zhǔn)接口，“展示”給使用方[1]。標(biāo)準(zhǔn)接口是確?；ゲ僮餍缘闹攸c(diǎn)，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，使OPC客戶能“對(duì)話”多個(gè)OPC服務(wù)器，減少了開發(fā)程序，在確保滿足使用需求的基礎(chǔ)上，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2 風(fēng)電機(jī)組中監(jiān)控軟件的具體實(shí)現(xiàn)

2.1 開發(fā)OPC服務(wù)器

通常來說，一個(gè)設(shè)備的OPC服務(wù)由標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)和硬件設(shè)備通信模塊兩者共同構(gòu)成。開發(fā)OPC服務(wù)器可以通過下列兩種方式進(jìn)行：（1）源碼級(jí)開發(fā)。（2）利用一些廠商提供的快速工具完成相應(yīng)的開發(fā)工作。

在具體開發(fā)過程中，采用OPC工具，雖然會(huì)導(dǎo)致開發(fā)過程中的靈活性有所下降，但是通過該方式完成相應(yīng)的開發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)接口，因此在應(yīng)用過程中，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)和設(shè)備的部分通信即可，這大幅度縮短了開發(fā)所需時(shí)間。

2.2 客戶端的具體實(shí)現(xiàn)

2.2.1 具有的功能

通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，最終確定人機(jī)界面在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)具有以下幾項(xiàng)功能：

顯示和查詢控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，控制風(fēng)電機(jī)組的數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)信息。

設(shè)置系統(tǒng)在運(yùn)行期間，控制風(fēng)力發(fā)電組在運(yùn)行過程中的具體參數(shù)。

實(shí)現(xiàn)人工起/停、偏航、復(fù)位等各項(xiàng)調(diào)試操作，完成風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的合理控制，避免安全事故的發(fā)生，確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2.2 開發(fā)基本功能

OPC客戶端是一種可視化、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)化的一種設(shè)計(jì)語言。除此之外，為了確保監(jiān)控軟件界面在實(shí)際顯示過程中更加生動(dòng)直觀，在具體開過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)一些現(xiàn)場(chǎng)的儀器儀表等進(jìn)行再次開發(fā)，適當(dāng)添加OPC特性支持，利用配置控件屬性，將獲取的OPC服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，合理地映射到相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)接口上，最終形成圖形。這樣不僅方便應(yīng)用，而且便于后期采取相應(yīng)的方式對(duì)圖形的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)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(nèi)容如下：①依據(jù)OPC技術(shù)的實(shí)際規(guī)范，分組需要顯示的數(shù)據(jù)，并且應(yīng)當(dāng)在該基礎(chǔ)上，同激活的OPC服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)系。②啟動(dòng)OPC服務(wù)器時(shí)鐘（時(shí)鐘）。③顯示登錄成功。

退出。退出模塊的具體操作內(nèi)容如下：①適當(dāng)釋放OPC組內(nèi)的具體內(nèi)容，同時(shí)經(jīng)將OPC組清除。②關(guān)閉時(shí)鐘。

2.3 開發(fā)特殊功能

風(fēng)電場(chǎng)在未來一段時(shí)間將會(huì)朝著無人值守方向發(fā)展。風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，如果因?yàn)楦鞣N原因，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障，再對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行科學(xué)分析和追憶。在軟件設(shè)計(jì)過程中，為了確保完成對(duì)故障的合理分析，確保生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，開裂故障自動(dòng)錄波信息獲取，以及具有查詢功能的模塊。該模塊在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以完成對(duì)主控控制器中相應(yīng)組件的調(diào)用，通過該方式，從風(fēng)機(jī)主控控制器中自動(dòng)獲取相應(yīng)的故障日志，以及相應(yīng)的故障濾波數(shù)據(jù)，并且對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出現(xiàn)的具體故障的查看，同時(shí)完成相應(yīng)的分析工作。除此之外，通過對(duì)配置文件自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范的端口號(hào)和網(wǎng)絡(luò)地址，從而適應(yīng)不同的件自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范。在實(shí)際操作過程中，“獲取信息準(zhǔn)備”模塊在運(yùn)行過程中的操作如下：（1）通過合理的方式對(duì)配置文件進(jìn)行合理調(diào)用，獲取系統(tǒng)中組件在實(shí)際通訊過程中需要的各項(xiàng)信息內(nèi)容，從而確保組件運(yùn)行的合理性。（2）啟動(dòng)濾波信息標(biāo)示時(shí)鐘，完成相應(yīng)監(jiān)控作業(yè)。

3 OPC技術(shù)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的影響

3.1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開辟中異構(gòu)的難點(diǎn)得以解決

OPC的使用，使設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開辟中異構(gòu)的難點(diǎn)得以解決。伴隨著持續(xù)發(fā)達(dá)的IT技術(shù)，陸續(xù)提升的用戶需要，以集散控制系統(tǒng)為主導(dǎo)的工業(yè)控制系統(tǒng)性能越來越多，構(gòu)造也越來越復(fù)雜，范圍也日益擴(kuò)大。一個(gè)工業(yè)的控制系統(tǒng)一般都是采用了一家乃至很多家有差異單位的控制設(shè)備或者系統(tǒng)集成才能形成一套大的系統(tǒng)，但是由于沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范準(zhǔn)則，所以各種設(shè)備都得寫上相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，并且，如果系統(tǒng)設(shè)備更新、改正的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)程序也得做出相應(yīng)的改正。與此同時(shí)，能夠產(chǎn)生沖突危機(jī)的一個(gè)重要原因就是，在同一個(gè)系統(tǒng)中啟動(dòng)不同公司的控制程序。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中異構(gòu)網(wǎng)段之間數(shù)據(jù)互換問題得以解決

OPC軟件的出現(xiàn)，讓現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中異構(gòu)網(wǎng)段之間數(shù)據(jù)互換的問題得以解決。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中還有很多種總線共同存在的情況，所以目前難點(diǎn)在于系統(tǒng)集成和異構(gòu)控制網(wǎng)段之內(nèi)的數(shù)據(jù)互換。在OPC成為異構(gòu)網(wǎng)段集成的中間件以后，只需OPC服務(wù)器由每個(gè)總線段提供出來，任何一個(gè)OPC的客戶端程序都能經(jīng)過同樣的OPC接口聯(lián)系到這個(gè)OPC服務(wù)器，來獲得每個(gè)總線段的data， 而且也能非常輕松地完成異構(gòu)總線段中間的數(shù)據(jù)互換。并且，在它們里邊其中一個(gè)總線的協(xié)議版本進(jìn)行了更新，那么僅對(duì)相對(duì)的總線的軟件進(jìn)行更新改正即可。

3.3 成為了連接專門數(shù)據(jù)庫的中間件

OPC技術(shù)出現(xiàn)后成為了連接專門數(shù)據(jù)庫的中間件。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的使用中，許多控制軟件都使用專門當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)庫或者是以前用過的數(shù)據(jù)庫，使用的這個(gè)數(shù)據(jù)庫都是控制軟件的開發(fā)者自己研發(fā)出來的。對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)庫的使用，它不會(huì)像使用普通數(shù)據(jù)庫那么簡(jiǎn)單，只有通過移用開發(fā)者供給的API函數(shù)或者別的特別的形式。但是開發(fā)者它們提供的API函數(shù)也是各不相同的，這樣就會(huì)產(chǎn)生與硬件驅(qū)動(dòng)器開發(fā)同樣的難點(diǎn)：只有通過非常麻煩的辦法，寫出不一樣的代碼，才能點(diǎn)擊不一樣監(jiān)控軟件中專門的數(shù)據(jù)庫，但是如果使用了OPC就能夠非常輕松地處理這個(gè)難點(diǎn)，想要實(shí)現(xiàn)用戶按照OPC準(zhǔn)則的需求寫出OPC客戶端的程序也不用知道這個(gè)專門數(shù)據(jù)庫特殊的接口要求，只需專門的數(shù)據(jù)庫的開發(fā)者在提出數(shù)據(jù)庫的時(shí)候提出一個(gè)專門點(diǎn)擊這個(gè)數(shù)據(jù)庫的OPC服務(wù)器即可。

3.4 方便收集不一樣的數(shù)據(jù)

OPC方便收集不一樣的數(shù)據(jù)，也為方便控制系統(tǒng)向管理系統(tǒng)更新供給了便利。目前，網(wǎng)絡(luò)化是控制系統(tǒng)成長(zhǎng)趨向的一個(gè)特點(diǎn)，IT技術(shù)是控制系統(tǒng)內(nèi)部使用的一種技術(shù)，巨大的控制系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)連接著控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)組合而成的，并且，網(wǎng)絡(luò)連接著全部的控制系統(tǒng)和公司的管理系統(tǒng)，全部公司網(wǎng)中的一個(gè)子網(wǎng)就是控制系統(tǒng)。由于OPC發(fā)揮著重要的作用，才能更好地完成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)之間、監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部各組件之間、監(jiān)控系統(tǒng)與企業(yè)管理系統(tǒng)之間以及監(jiān)控系統(tǒng)與因特網(wǎng)之間，組成了企業(yè)的信息集成，其中的連接件就是OPC。按一套標(biāo)準(zhǔn)的組件對(duì)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(tǒng)還是控制系統(tǒng)，不管是可編程控制器還是分布式控制系統(tǒng)，或許是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，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(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口準(zhǔn)則就是OPC，因此，OPC升高了企業(yè)管理的水準(zhǔn)，增加了控制系統(tǒng)的性能，增加了網(wǎng)絡(luò)的技能。

4 結(jié)語

OPC技術(shù)子現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用，將其合理的應(yīng)用在風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)監(jiān)控軟件上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容的動(dòng)態(tài)收集，并且具有自動(dòng)獲取信息，以及相應(yīng)的保存功能，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行過程中進(jìn)行故障追憶，以及相應(yīng)的分析工作，提高運(yùn)行的可靠性。

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

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