OPC實(shí)現(xiàn)的PKS組態(tài)王的數(shù)據(jù)通信論文
摘要：對(duì)海上氣田平臺(tái)海管流動(dòng)性保障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析研究，需要ＰＫＳ系統(tǒng)將不同設(shè)備、不同系統(tǒng)中獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出，供新軟件系統(tǒng)調(diào)用。通過(guò)ＯＰＣ協(xié)議及ＰＫＳ系統(tǒng)提供的ＯＰＣ接口，在ＰＫＳ系統(tǒng)服務(wù)器上設(shè)置ＯＰＣＳｅｒｖｅｒ，在組態(tài)王服務(wù)器上設(shè)置組態(tài)王ＯＰＣＣｌｉｅｎｔ，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王獲取ＰＫＳ實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的目的。該方案的實(shí)現(xiàn)為ＰＫＳ系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)及使用人員提供了新的思路及參考措施。
關(guān)鍵詞：ＯＰＣ協(xié)議;組態(tài)王;中控系統(tǒng)
某海上氣田平臺(tái)位于南海珠江口盆地，是一座集油氣處理、生產(chǎn)、計(jì)量和輸送、鉆修井、生活、動(dòng)力為一體的綜合平臺(tái)。該平臺(tái)的中控系統(tǒng)采用ＥｘｐｅｒｉｏｎＰＫＳＰｒｏｃｅｓｓ系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作模式是現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集過(guò)程數(shù)據(jù)，ＰＬＣ控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，通過(guò)組態(tài)畫(huà)面監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。ＰＫＳ系統(tǒng)是基于批處理、過(guò)程控制、監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ＳＣＡＤＡ）應(yīng)用開(kāi)放的混合控制系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器集成了邏輯控制、回路調(diào)節(jié)控制、順序控制和批量控制，能完成海上平臺(tái)里常見(jiàn)的連續(xù)過(guò)程控制、批量處理、離散量操作、設(shè)備控制等生產(chǎn)控制。該平臺(tái)中控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).第三方服務(wù)器通過(guò)Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議，將ＰＫＳ系統(tǒng)與平臺(tái)其他第三方ＰＬＣ連接起來(lái)，ＰＫＳ系統(tǒng)可以獲取第三方控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，也可以對(duì)第三方控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令。但是ＰＫＳ系統(tǒng)只能對(duì)集成的規(guī)則進(jìn)行組合，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、過(guò)程處理，而不能進(jìn)行集成規(guī)則外的數(shù)據(jù)處理。該平臺(tái)投產(chǎn)以來(lái)，由于生產(chǎn)工況的變化，需要對(duì)海管流動(dòng)性保障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析研究，要將平臺(tái)不同系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行建模分析，達(dá)到最優(yōu)的控制策略。因此，需要將不同系統(tǒng)的控制參數(shù)送到第三方服務(wù)器，由第三方服務(wù)器中的海管流動(dòng)性保障軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、人機(jī)界面以及與核心計(jì)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該平臺(tái)海管流動(dòng)性保障軟件是采用組態(tài)王６．５進(jìn)行編寫(xiě)，運(yùn)用ＰＫＳ系統(tǒng)的ＯＰＣ功能，就可以將ＰＫＳ系統(tǒng)中采集到的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇M態(tài)王軟件。
１ＰＫＳＯＰＣ
ＯＰＣ（ＯＬＥｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ）即把ＯＬＥ（ｏｂｊｅｃｔｌｉｎｋｉｎｇａｎｄｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。ＯＰＣ采用客戶(hù)端／服務(wù)器模式，該體系是在客戶(hù)端和服務(wù)器之間建立一種通信和數(shù)據(jù)交換的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，其實(shí)質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件開(kāi)發(fā)商之間建立了一套完整的通信規(guī)范。按照設(shè)置好的通信規(guī)范，不同的軟硬件生產(chǎn)商就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，給用戶(hù)集成不同的軟硬件提供了很大的便利。為了提高系統(tǒng)的開(kāi)放性，ＰＫＳ系統(tǒng)為用戶(hù)提供了ＯＰＣ服務(wù)器接口。用戶(hù)可以將ＰＫＳ服務(wù)器設(shè)置為ＯＰＣ服務(wù)器，將第三方服務(wù)器設(shè)置為ＯＰＣ客戶(hù)端服務(wù)器。ＯＰＣ客戶(hù)程序開(kāi)發(fā)者可以在不同的軟件環(huán)境中訪問(wèn)ＰＫＳ系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。用戶(hù)也不必為硬件特性的改變而重新編寫(xiě)程序，可直接利用Ｃ，ＶＣ或ＶＢ等程序開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，有效地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和決策。ＰＫＳ系統(tǒng)支持ＯＰＣ技術(shù)，所以ＰＫＳ系統(tǒng)可以集成不同廠商生產(chǎn)的控制系統(tǒng)，當(dāng)用戶(hù)因生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大等原因需要添加新的控制系統(tǒng)時(shí)，不必受制于系統(tǒng)提供商，而是根據(jù)實(shí)際需要靈活地選擇控制系統(tǒng)，從而大幅降低了系統(tǒng)集成的費(fèi)用。為了滿(mǎn)足不同的設(shè)備、工況的需要，該平臺(tái)中控ＰＫＳ系統(tǒng)集成了ＡｌｌｅｎＢｒａｄｌｅｙ，Ｍｏｄｉｃｏｎ，Ｓｉｅｍｅｎｓ，Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ等公司生產(chǎn)的不同型號(hào)的ＰＬＣ共１１種，組成了ＰＬＣ加分散控制系統(tǒng)的形式。
２組態(tài)王硬件設(shè)計(jì)
要在組態(tài)王上獲取ＰＫＳ系統(tǒng)所集成的數(shù)據(jù)信息，需要基于ＰＫＳＯＰＣ的工作原理，將ＰＫＳ系統(tǒng)設(shè)置為ＯＰＣ服務(wù)器，將組態(tài)王６．５設(shè)置為客戶(hù)端服務(wù)器，具體的工作原理如圖３所示。為了盡量避免干擾ＰＫＳ系統(tǒng)的正常運(yùn)行，ＯＰＣ客戶(hù)端組態(tài)王系統(tǒng)沒(méi)有直接接入原有的ＰＫＳ系統(tǒng)第三方服務(wù)器，而是單獨(dú)設(shè)置通信網(wǎng)絡(luò)，組態(tài)王與ＰＫＳ通信硬件配置.
３設(shè)置ＰＫＳ系統(tǒng)的ＯＰＣ
Ｓｅｒｖｅｒ?yàn)榱藢ⅲ校耍酉到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送給組態(tài)王軟件，需要在ＰＫＳ系統(tǒng)中設(shè)置ＯＰＣＳｅｒｖｅｒ，具體步驟如下：１）在ＥｘｐｅｒｉｏｎＰＫＳ組態(tài)工具中設(shè)置ＯＰＣ服務(wù)通道，在“ＱｕｉｃｋＢｕｉｌｄｅｒ”中建立Ｃｈａｎｎｅｌｓ通道，設(shè)置通道類(lèi)型為“ＯＰＣＣｈａｎｎｅｌ”，在ｍａｉｎ中必須填寫(xiě)“ＯＰＣＣｈａｎｎｅｌ”名字，組態(tài)王服務(wù)器機(jī)名或ＩＰ地址、組態(tài)王備用服務(wù)器機(jī)名或ＩＰ地址，組態(tài)王服務(wù)器的ＰｒｏｇＩＤ值。若未設(shè)置備用的服務(wù)器，所以該項(xiàng)不填寫(xiě)。２）再建立Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ，設(shè)置ｔｙｐｅ為“ＯＰＣＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”。在ｍａｉｎ中“Ｃｈａｎｎｅｌｎａｍｅ”欄中選擇對(duì)應(yīng)的“ＯＰＣＣｈａｎｎｅｌ”。３）最后建立Ｐｏｉｎｔｓ，在“ＱｕｉｃｋＢｕｉｌｄｅｒ”中有ＡｎａｌｏｇＰｏｉｎｔ，ＣｏｎｔａｉｎｅｒＰｏｉｎｔ，ＯＰＣＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｉｎｔ，ＳｔａｔｕｓＰｏｉｎｔ４種建點(diǎn)類(lèi)型，其中常用的模擬量／數(shù)字量分別由ＡｎａｌｏｇＰｏｉｎｔ／ＳｔａｔｕｓＰｏｉｎｔ建立。填寫(xiě)在ＰＫＳ系統(tǒng)操作站中該通信點(diǎn)調(diào)用顯示的`位號(hào)，填寫(xiě)ＰＫＳ系統(tǒng)操作站中該通信點(diǎn)所在的Ａｓｓｅｔ名稱(chēng)，填寫(xiě)ＰＫＳ系統(tǒng)選用變量的ＰｏｉｎｔＩＤ值。
４設(shè)置組態(tài)王
ＯＰＣＣｌｉｅｎｔ組態(tài)王客戶(hù)端作為ＯＰＣＣｌｉｅｎｔ，可以通過(guò)ＯＰＣ功能與ＰＫＳＯＰＣＳｅｒｖｅｒ連接。組態(tài)王客戶(hù)端的操作如下：１）查找ＰＫＳＯＰＣ服務(wù)器。在組態(tài)王６．５工程瀏覽器中，選擇“ＯＰＣ服務(wù)器”，在“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)名”中輸入之前在ＰＫＳＯＰＣＳｅｒｖｅｒ中設(shè)置的Ｓｅｒｖｅｒ節(jié)點(diǎn)名，點(diǎn)擊“查找”后，列表中會(huì)列出ＰＫＳＯＰＣＳｅｒｖｅｒ機(jī)器上所有的ＯＰＣ服務(wù)程序，雙擊ｋｉｎｇｖｉｅｗ．ｖｉｅｗ．１，然后點(diǎn)“確認(rèn)”。２）組態(tài)王ＯＰＣＣｌｉｅｎｔ定義變量。將在組態(tài)王Ｃｌｉｎｅｔ中定義的變量與ＰＫＳＯＰＣＳｅｒｖｅｒ中的變量建立連接。例如定義ＰＩＴ－１１０１，連接設(shè)備中選擇剛才定義的ＯＰＣ服務(wù)器ｋｉｎｇｉｖｅｗ．ｖｉｅｗ．１，在“寄存器”選項(xiàng)中彈出遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的變量列表，選擇在ＰＫＳＯＰＣＳｅｒｖｅｒ上所希望對(duì)應(yīng)變量的域，選擇“ａ．ｖａｌｕｅ”，表明選擇該對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值。３）設(shè)置所有變量并保存，在組態(tài)王６．５上運(yùn)行系統(tǒng)，就實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王通過(guò)ＯＰＣ向ＰＫＳ系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)了。
５結(jié)束語(yǔ)
組態(tài)王軟件是一款比較簡(jiǎn)單、易用的工程組態(tài)軟件，作為海上氣田一線的儀表工程人員來(lái)說(shuō)很容易學(xué)習(xí)并將它運(yùn)用到中控系統(tǒng)中。運(yùn)用ＯＰＣ網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及ＰＫＳ系統(tǒng)提供的ＯＰＣ接口，實(shí)現(xiàn)了海管流動(dòng)性保障軟件編寫(xiě)。在運(yùn)用組態(tài)王６．５編寫(xiě)的海管流動(dòng)性保障軟件中，不僅可以實(shí)現(xiàn)ＰＫＳ數(shù)據(jù)的實(shí)在存取，也設(shè)置了歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)供組態(tài)王調(diào)取使用。ＰＫＳ系統(tǒng)通過(guò)ＯＰＣ協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出，是ＰＫＳ系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的“逆向”功能，可供使用ＰＫＳ系統(tǒng)的工程人員參考。
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