李立男 王凱 于代林

摘要：針對(duì)現(xiàn)場DCS硬件數(shù)據(jù)采集及WEB發(fā)布的兩種常見技術(shù)方案，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了通過建立Free Lance 8.1 OPC服務(wù)器和客戶端來實(shí)現(xiàn)ABB ACF800F DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的具體過程。

關(guān)鍵詞：WINCC;ACF800F;WEB發(fā)布

0 引言

齊大山鐵礦熱電作業(yè)區(qū)汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)采用ABB 生產(chǎn)的ACF800F DCS，實(shí)現(xiàn)對(duì)1#、2#鍋爐汽機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、保護(hù)、操作等功能?，F(xiàn)場要求將汽機(jī)主要運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至廠二級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)報(bào)表功能，而ACF800F配套的FreeLance8.1組態(tài)軟件不具備WEB發(fā)布功能。因此，需要采用相應(yīng)技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS數(shù)據(jù)上傳管理的技術(shù)要求。

目前絕大部分的DCS均支持OPC，OPC主要是使用微軟的protocols COM（本地訪問）和DCOM（遠(yuǎn)程訪問）作為通信手段，使其訪問數(shù)據(jù)比較容易，OPC通過安裝一個(gè)服務(wù)器，允許遠(yuǎn)程的TCP/IP鏈接傳輸OPC數(shù)據(jù)，從而訪問遠(yuǎn)程OPC服務(wù)器。本文兩種方案均采用建立ABB ACF800F OPC服務(wù)器和客戶端的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問和采集。

1 技術(shù)方案論證

當(dāng)前針對(duì)現(xiàn)場DCS硬件的數(shù)據(jù)采集及WEB發(fā)布主要采用以下幾種技術(shù)方案：

1.1? ? 基于數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)的WEB發(fā)布系統(tǒng)

1.1.1? ? OPC服務(wù)器的編制

針對(duì)相應(yīng)現(xiàn)場DCS硬件，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上建立OPC服務(wù)器，因?yàn)镺PC通用接口數(shù)據(jù)通信協(xié)議受到絕大多數(shù)硬件廠家的支持，本系統(tǒng)的ACF800F DCS支持該協(xié)議，可以利用建立起的OPC服務(wù)器讀取ACF800F CPU的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

1.1.2? ? OPC客戶端的編制

在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上面編制OPC客戶端，訪問該OPC服務(wù)器，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，編程可采用VB、VC、C語言實(shí)現(xiàn)。

1.1.3? ? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的建立

通過SQL2008、MYSQL等數(shù)據(jù)庫軟件，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上面建立實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，OPC客戶端從OPC服務(wù)器取得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)存入該數(shù)據(jù)庫中，供前臺(tái)WEB頁面調(diào)用。

1.1.4? ? WEB前臺(tái)頁面

利用HTML、CSS等網(wǎng)頁語言編制前臺(tái)WEB發(fā)布頁面，實(shí)時(shí)顯示ACF800F系統(tǒng)的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)，由上級(jí)服務(wù)器提供IP解析服務(wù)，供系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)管理計(jì)算機(jī)通過IE瀏覽器查看汽機(jī)主要運(yùn)行數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為基于底層設(shè)計(jì)，功能專一，響應(yīng)速度較快;缺點(diǎn)為修改困難，技術(shù)難度較高，且需要自行編制OPC客戶端、SQL數(shù)據(jù)庫、WEB頁面，易造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定?；跀?shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)的WEB發(fā)布系統(tǒng)原理如圖1所示。

1.2? ? 基于OPC、西門子WINCC組態(tài)軟件的WEB發(fā)布系統(tǒng)

該方案利用成熟的西門子WINCC組態(tài)軟件內(nèi)含的OPC通信協(xié)議直接讀取ACF800F OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)，通過WINCC的WEB發(fā)布功能，實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐汽機(jī)系統(tǒng)的二級(jí)管理功能，根據(jù)基于OPC、西門子WINCC組態(tài)軟件的WEB發(fā)布系統(tǒng)原理（圖2）可見，主要的OPC客戶端、SQL數(shù)據(jù)庫、WEB頁面發(fā)布完全由WINCC組態(tài)軟件內(nèi)部自帶的各個(gè)相應(yīng)組件構(gòu)成，所以具有簡化程序編制、編制程序簡單、服務(wù)器搭建容易且系統(tǒng)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

2 具體流程實(shí)現(xiàn)

2.1? ? ACF800F的OPC服務(wù)器建立

對(duì)于沒有配置OPC Server的控制系統(tǒng)，新加OPC Server需要經(jīng)過以下步驟：

在ABB里面的Configure中增加新的OPC Server資源ID，接下來在CBF組態(tài)中[CONF]下面增加一個(gè)網(wǎng)關(guān)站和一個(gè)OPC-S站。默認(rèn)在本機(jī)運(yùn)行此Server，填入OPC服務(wù)器名稱。雙擊[GWY]進(jìn)行配置，選擇網(wǎng)關(guān)類型為OPC網(wǎng)關(guān)，保存上述修改后，打開硬件結(jié)構(gòu)，在紅虛線框位置右擊，選擇“插入”，選擇插入網(wǎng)關(guān)，指定網(wǎng)關(guān)站的資源，點(diǎn)擊退出并保存;雙擊[OPC-S]進(jìn)行配置：注意IP地址問題。AC800F指的是控制器機(jī)架，其IP地址為機(jī)架CPU地址;VIS指的是操作站，IP為OS站IP（OS=操作員站;ES=工程師站）;什么都沒有的是ES站，它的IP是自動(dòng)和本機(jī)IP保持一致的，不可修改;所有資源ID號(hào)和IP都可以進(jìn)行修改;以上步驟結(jié)束后，OPC Server便可以生效了。

對(duì)整個(gè)項(xiàng)目樹檢查，沒有問題的話就可以聯(lián)機(jī)調(diào)試，需注意以下事項(xiàng)：

在OPC服務(wù)器建立好之后點(diǎn)擊增加，就會(huì)出現(xiàn)圖3所示畫面，這樣以上幾臺(tái)上位機(jī)也會(huì)具有自己的OPC Server了。但要注意，還要在項(xiàng)目樹中增加它們各自的網(wǎng)關(guān)站和OPC-S站。在這里設(shè)定本機(jī)信息（ES站）：OPC Server除了可以在本機(jī)上運(yùn)行，也可以在其他控制網(wǎng)內(nèi)的上機(jī)位運(yùn)行，在ABB里面的Configure中，像這種情況，在項(xiàng)目運(yùn)行過程中，只在工程師站在線加載網(wǎng)關(guān)站和OPC-S站（其他的不加載），一般不會(huì)影響到操作站的正常運(yùn)行，過程站也不會(huì)暫停導(dǎo)致發(fā)生事故。

2.2? ? 建立WINCC和OPC服務(wù)器通信

首先打開或新建一個(gè)WINCC項(xiàng)目，雙擊“變量管理器”打開變量管理界面。右鍵“變量管理”—“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”—“OPC”，添加一個(gè)新的OPC通道，它會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)“OPC GROUPS”，右鍵“OPC GROUPS”選擇“系統(tǒng)參數(shù)”，打開“系統(tǒng)參數(shù)”界面，在“系統(tǒng)參數(shù)”界面中能看到本機(jī)或網(wǎng)絡(luò)中的OPC服務(wù)器。因?yàn)橄到y(tǒng)原因，部分OPC服務(wù)器可能需要稍作等待，在3 min之內(nèi)都會(huì)刷新出來。這里筆者選擇本機(jī)（LOCAL）中的FREE LANCE8.1 OPC服務(wù)器，選中后單擊“瀏覽服務(wù)器”，在彈出窗口中勾選“讀訪問”“寫訪問”，類型選擇“所有類型”。點(diǎn)擊下一步，彈出窗口內(nèi)可查看所選OPC服務(wù)器中的所有變量，選中所有需要通信的變量，單擊“添加條目”，因?yàn)橹拔唇PC連接，它會(huì)提示創(chuàng)建一個(gè)新連接，點(diǎn)擊確定，然后修改OPC連接名稱，點(diǎn)擊“完成”。至此，WINCC與所選OPC服務(wù)器通信鏈接就建立完畢。我們可以在WINCC中直接調(diào)用鏈接中的變量。建立WINCC和OPC服務(wù)器通信如圖4所示。

2.3? ? WINCC組態(tài)WEB服務(wù)步驟

首先新建畫面、變量等，右鍵點(diǎn)擊WEB瀏覽器—WEB組態(tài)器，設(shè)置站點(diǎn)名稱、端口（默認(rèn)是80端口www、http端口）、IP地址、缺省的網(wǎng)頁，選取默認(rèn)的webclient.asp即可，組態(tài)完WEB組態(tài)器后，右鍵點(diǎn)擊WEB瀏覽器，進(jìn)入WEB瀏覽發(fā)布器，進(jìn)入WEB發(fā)布向?qū)?，點(diǎn)擊下一步進(jìn)入：可以設(shè)置服務(wù)器的前綴、WINCC項(xiàng)目的路徑、WEB發(fā)布文件夾，設(shè)置服務(wù)器前綴;可以選擇服務(wù)器的前綴（可以選擇非本地服務(wù)器）;至您的WINCC項(xiàng)目的路徑，即WINCC項(xiàng)目所在的路徑;WINCC WEB的發(fā)布文件夾;可以有選擇地發(fā)布圖形編輯器的界面，保存到發(fā)布文件夾中，打開用戶管理器，進(jìn)入用戶管理器，點(diǎn)擊菜單欄中的用戶，添加用戶，設(shè)置完用戶名和密碼后，點(diǎn)擊WEB瀏覽器圖標(biāo)，設(shè)置起始畫面和語言，客戶端訪問WEB工程（注：可以設(shè)置WEB網(wǎng)頁的工具—安全—本地intranet—自定義級(jí)別，安裝客戶端web Navigator client，然后輸入IP地址，即可進(jìn)入登錄界面，輸入用戶名和密碼即可）。WINCC組態(tài)WEB服務(wù)步驟如圖5所示。

3 結(jié)語

本文介紹的兩種方案，通過建立Free Lance 8.1 OPC服務(wù)器和客戶端，實(shí)現(xiàn)對(duì)ABB ACF800F DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，該服務(wù)器在齊大山鐵礦熱電作業(yè)區(qū)汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化繁為簡的目的。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 西門子中國有限公司.WINCC應(yīng)用手冊(cè)[Z].

[2] ABB自動(dòng)化有限公司.Free Lance 8.1技術(shù)手冊(cè)[Z].

收稿日期：2020-06-23

作者簡介：李立男（1978—），男，遼寧鞍山人，工程師，研究方向：自動(dòng)化控制。