杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院,河南 鶴壁 458030）

基于OPC技術(shù)的火電廠自動(dòng)化平臺(tái)設(shè)計(jì)

杜惠娜,趙文瑞

（鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院,河南 鶴壁 458030）

為了解決在火電廠各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間各不兼容，無(wú)法數(shù)據(jù)共享，綜合分析應(yīng)用的問(wèn)題，提出了一種基于標(biāo)準(zhǔn)OPC技術(shù)的自動(dòng)化平臺(tái)，分析了OPC技術(shù)的基本原理和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了一套適合在火電廠中應(yīng)用的基于OPC技術(shù)的上位機(jī)軟件平臺(tái)，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，該方案穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的目的。

OPC技術(shù);火電廠;自動(dòng)化平臺(tái);標(biāo)準(zhǔn)接口

1　引言

在發(fā)火電廠各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要使用多種不同的底層控制器設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等），這些設(shè)備往往來(lái)自不同的廠家，各個(gè)廠家的底層控制系統(tǒng)接入自動(dòng)化平臺(tái)時(shí)，使用各自的驅(qū)動(dòng)程序而沒(méi)有統(tǒng)一的接入標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)用平臺(tái)。無(wú)法統(tǒng)一管理和上傳，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享，分析，利用的機(jī)制。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在所有的底層控制系統(tǒng)和統(tǒng)一的自動(dòng)化平臺(tái)系統(tǒng)之間建立一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)接口，而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的OPC（OLE forProcessContorl）技術(shù)則會(huì)起來(lái)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(wù)器的機(jī)制，具有代碼重用性、編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、易于集成的優(yōu)點(diǎn)。其具體方式為：底層硬件設(shè)備廠商按照標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口協(xié)議編寫Server（服務(wù)器）程序，上級(jí)軟件廠商按照標(biāo)準(zhǔn)的接口協(xié)議編寫Client（客戶端）程序，這樣既可完成計(jì)算機(jī)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(dòng)化平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化平臺(tái)建立的初衷是為了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)剩的所有系統(tǒng)進(jìn)行工況狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集，智能分析存儲(chǔ)，統(tǒng)一管理控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)火電廠的生產(chǎn)工藝過(guò)程，接入的主題體可分為以下幾個(gè)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(jī)組、一次側(cè)系統(tǒng)、二次側(cè)系統(tǒng)

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

（2）OPC接入層：OPC接入層為OPC服務(wù)器，各個(gè)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(luò)，這時(shí)配置OPC的通訊服務(wù)器，設(shè)置不同的OPC采集通道對(duì)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(gè)綜合所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)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(wù)器，OPC客戶端將數(shù)據(jù)從服務(wù)器中讀取出來(lái)，經(jīng)過(guò)各種工藝邏輯處理，進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析、整理、儲(chǔ)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(jìn)行各個(gè)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(guò)WEB發(fā)布服務(wù)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(gè)廠區(qū)的生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、維修負(fù)責(zé)人和設(shè)備負(fù)責(zé)人及時(shí)掌握設(shè)備情況、生產(chǎn)情況。提高廠區(qū)的自動(dòng)化信息水平。

4　基于OPC技術(shù)的火電廠綜合自動(dòng)化平臺(tái)的應(yīng)用

某礦務(wù)局自備電廠有兩臺(tái)30萬(wàn)發(fā)電機(jī)組和兩臺(tái)14.5萬(wàn)發(fā)電機(jī)組，采用本系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)了一套自動(dòng)化平臺(tái)，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(gè)子系統(tǒng)，其中接入的底層設(shè)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(hù)器等多種設(shè)備。

5　結(jié)語(yǔ)

實(shí)際應(yīng)用表明：采用OPC技術(shù)的火電廠綜合自動(dòng)化平臺(tái)系統(tǒng)能夠滿足不同廠家接入子系統(tǒng)的需求，對(duì)提高電廠的自動(dòng)化水平、保障生產(chǎn)和設(shè)備安全，起到了很大的作用，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)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(yù)防事故發(fā)生、指揮設(shè)備檢修、事故調(diào)查分析等提供了有效的現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)，極大了提高了電廠的自動(dòng)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。