王宏濤，鄭磊，余沛虎

(中國石油玉門油田 a. 乍得項目采油廠；b. 青西作業(yè)區(qū)聯(lián)合站，甘肅 酒泉 735000)

OPC開放技術在PKS中的應用

王宏濤a，鄭磊b，余沛虎b

(中國石油玉門油田 a. 乍得項目采油廠；b. 青西作業(yè)區(qū)聯(lián)合站，甘肅 酒泉 735000)

針對生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)PKS與外圍設備通信僅有Modbus及OPC兩種標準協(xié)議支持，而通過Modbus實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連接、傳輸與交換，需要投入高昂的成本問題，通過VB高級語言編程采用OPC開放技術連接PKS的四要素： 連接OPC Server數(shù)據(jù)源、創(chuàng)建需要通信的位號列表、異步方式的讀數(shù)據(jù)和異步方式的寫數(shù)據(jù)，實現(xiàn)PKS與外圍PLC，RTU等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。該方案具有節(jié)約成本、所用設備簡單、方便維護等特點，為現(xiàn)場工程師處理不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)兼容提供了一種靈活和有效的解決方案。

VB語言 OPC技術 可編程控制器 數(shù)據(jù)傳輸

PKS是目前應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)控制中的主流控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以AB PLC系統(tǒng)的硬件為基礎，大量采用現(xiàn)代數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)庫管理和熱備冗余等技術開發(fā)升級的一款具有極高性價比的DCS。為了保障其運行的可靠性，在現(xiàn)場的應用中，針對外圍PLC，RTU等控制器的接入，PKS設置了嚴格的協(xié)議約束。僅有Modbus RTU及OPC Serevr兩種標準協(xié)議連接支持，實現(xiàn)Modbus RTU數(shù)據(jù)連接需要投入高昂的成本，但OPC Serevr的數(shù)據(jù)連接則相對較為廉價(僅需服務費)的問題，闡述了一種通過VB高級語言編程采用OPC技術連接PKS實現(xiàn)與外圍AB PLC數(shù)據(jù)通信的方案。

1 方案的思路

通常PLC 系統(tǒng)與PKS的應用形式是控制器與上位機的連接，其物理連接如圖1所示。

圖1 PKS控制器與AB PLC物理連接示意

如圖1所示，PKS控制器與AB PLC在應用結構上已經(jīng)實現(xiàn)了物理上的連接，如果要實現(xiàn)PKS控制器與AB PLC的數(shù)據(jù)通信，就需要實現(xiàn)兩者在上位機層的數(shù)據(jù)交換，而上位機平臺均有向下的OPC連接支持，但其相互之間缺乏數(shù)據(jù)通信的聯(lián)系，但如果通過VB編程同時實現(xiàn)與PKS控制器與AB PLC的通信，就可以實現(xiàn)兩者的數(shù)據(jù)交換，原理如圖2所示。

圖2 通過VB編程實現(xiàn)PKS與AB PLC的通信

2 OPC數(shù)據(jù)通信的VB 編程原理及方法

VB編程實現(xiàn)OPC的數(shù)據(jù)通信通常需要4個要素： 連接OPC Serevr數(shù)據(jù)源、創(chuàng)建需要通信的位號列表、異步方式的讀數(shù)據(jù)和異步方式的寫數(shù)據(jù)，在編程的實現(xiàn)上需要調(diào)用Windows平臺的OPC協(xié)議支持包。通常情況下，具備OPC Serevr的上位機系統(tǒng)在軟件安裝時已經(jīng)將支持包安裝并注冊于系統(tǒng)目錄System32下，可以直接調(diào)用，也可下載通用的OPC協(xié)議支持包安放于VB應用程序目錄進行調(diào)用。

2.1實現(xiàn)PKSC200控制器與PLC的OPC連接

PKS C200控制器與PLC的OPC連接示意如圖3所示。

2.2創(chuàng)建位號數(shù)據(jù)交換列表

位號列表創(chuàng)建步驟如圖4所示。

圖3 PKS C200控制器與PLC的OPC連接示意

圖4 位號列表創(chuàng)建步驟

2.3異步讀取數(shù)據(jù)

異步讀取數(shù)據(jù)步驟如圖5所示。

圖5 異步讀取數(shù)據(jù)步驟

2.4異步寫入數(shù)據(jù)

異步寫入數(shù)據(jù)步驟如圖6所示。

圖6 異步寫入數(shù)據(jù)步驟

3 PKS OPC數(shù)據(jù)通信開放的注意要素

1) 系統(tǒng)運行的可靠性因素。VB高級語言應用程序運行于上位機系統(tǒng)軟件平臺之上，由于上位機系統(tǒng)屬于工業(yè)級應用，因而軟件的運行可靠性成為首要的考慮因素。開發(fā)完成的軟件系統(tǒng)應該在占用系統(tǒng)資源、影響系統(tǒng)原運行速度和可靠性幾個方面綜合考慮，保證新開發(fā)的軟件系統(tǒng)運行后各項指標幾乎不影響原系統(tǒng)的運行，鑒于此，VB編程的OPC 的讀寫方式應采用異步方式，使軟件的有效工作時間在原系統(tǒng)的空閑時間段，最大限度地保障原系統(tǒng)運行的可靠性。

2) 數(shù)據(jù)交換的效率因素。基于VB編程的應用系統(tǒng)具有強大的功能，一方面要保證原系統(tǒng)的穩(wěn)定；一方面又要大量地讀寫數(shù)據(jù)，應綜合考慮計算機運行的特點，針對性地采用多進程、延時、分段的方式讀寫數(shù)據(jù)，既保證了數(shù)據(jù)的大量交換，又保證了原系統(tǒng)的正常運行。

3) 數(shù)據(jù)源連接的可恢復性因素。在工業(yè)應用中，難免有設備重起、系統(tǒng)升級、設備故障、軟件重起等因素，在系統(tǒng)重新運行后，開發(fā)的軟件系統(tǒng)應該具備自動識別及自動連接恢復的功能，保障數(shù)據(jù)通信的順利。

4) 系統(tǒng)故障的報警要素。作為工業(yè)化應用的軟件系統(tǒng)，應達到工業(yè)級標準，在通信不能建立時應自動報警，并向DCS的報警系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，提醒操作人員通知系統(tǒng)維護人員進行維護，保障系統(tǒng)的正常運行。

4 結束語

以VB編程的方式借助通用高效的數(shù)據(jù)開放技術，在工業(yè)自動化應用中實現(xiàn)不同自動化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，為現(xiàn)場工程師提供了一種靈活有效的解決方案，是處理不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)兼容的新思路。隨著該方法在工業(yè)現(xiàn)場的成功應用，必將為更多的用戶及技術服務提供極大的便利，同時也將創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

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ApplicationofOPCOpenTechnologyinPKSSystem

Wang Hongtaoa， Zheng Leib， Yu Peihub

(a. Oil Production of CHAD Project；b. Qingxi Oil and Gas Processing Station，CNPC Yumen Oilfield， Jiuquan， 735000，China)

Aiming at the problem of only two standard protocols of Modbus and OPC to support production process control systems of PKS and peripheral communication devices， high investment for realizing data connection， transmission and exchange with Modbus， four elements for connecting PKS with applying OPC open technology by advanced program language VB are expatiated， such as connecting to OPC server data source， creation of bit number list for requiring communication， reading and writing data asynchronously， achieving data communication of PKS system with peripheral systems of PLC and RTU， etc. This approach has the characteristics of low cost， simple equipment， and easy maintenance. It provides one flexible and efficient solution for treating data compatibility among different systems for the site engineer.

VB language; OPC technology; programmable logic controller; data transmission

稿件收到日期： 2013-09-28，修改稿收到日期2013-10-28。

王宏濤(1978—)，男，陜西渭南人，2002年畢業(yè)于西安石油學院(現(xiàn)西安石油大學)工業(yè)自動化專業(yè)，獲學士學位，現(xiàn)就職于中國石油玉門油田乍得項目采油廠，從事儀表、控制系統(tǒng)的管理與維護工作，任工程師。

TP311

B

1007-7324(2013)06-0052-02