摘要：神华国能哈密电厂辅网DCS系统采用上海新华控制技术（集团）有限公司生产的XDC800分散控制系统，而辅网静电除尘系统运用美国Intellution公司开发的iFix组态软件作为上位机的数据管理与监控，需通过OPC技术建立新华DCS系统与静电除尘系统的通讯，通过DCS对静电除尘系统进行监视操作以及数据存储。本文以神华国能哈密电厂辅网DCS系统与静电除尘系统的互联为例，介绍一下OPC技术在DCS中的应用。
关键词：OPC；DCS；数据共享
1 OPC概述
OPC是一个工业标准，它是许多世界领先的自动化软、硬件公司于微软公司合作制定的。OPC定义了一个开放的接口，在这个接口上，基于PC的软件组件能交换数据[1]。因而，OPC技术为现场不同系统之前的互联提供了一个理想的方法。OPC技术是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数，无论现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问，从而摆脱了各种低层开发的困局，使得用户可以更简洁方便的对其进行使用[2]。 2系统互联方案的确立[3]
2.1 直连方案
该方案系统结构简单，技术上易于实施，需要增加四台操作员站。由于集控室距离静电除尘系统网络柜较远，需采用光纤通讯，并且DCS网络与电除尘系统网络相互独立，无法形成统一的数据库。再者由于集控室空间问题，无法放下这四台操作员站，因此该方案被排除。
2.2 MODBUS通讯方案
该方案可使DCS通过Modbus协议直接对PLC进行读写操作，从而实现在DCS集控室监控静电除尘系统；可以在DCS侧形成一个完整的数据库，且无需增加过多的额外设备。不足之处是：SIEMENS系列PLC的Modbus接口为RS232口，远距离通讯时需要转换为RS485，通讯介质为屏蔽双绞线；Modbus通讯速率较低，当通讯数据量大时，会造成网络堵塞。静电除尘系统中模拟量取点很多，一旦通过此种方法互联，则必然会由于通讯数据量大，造成网络堵塞，无法正常通过DCS对静电除尘系统进行监控。
2.3 OPC技术方案
相对于直连方案和Modbus通讯方案，OPC技术方案具有以下主要特点：
（1）新华DCS和静电除尘系统上位机软件IFIX均基于JPC标准开发，且DCS的操作员站和静电除尘系统上位机均支持以太网通讯，因此易于实现。
（2）DCS数据库和静电除尘系统数据库在DCS中可以整合为一个数据库，完全实现在DCS上对静电除尘系统的监控。
（3）采用快速光纤以太网可保证网络的畅通和整个系统的性能，且网络拓扑结构简单，需要额外增加的设备较少。
（4）OPC技术非常适合于在很短的更新速率内采集大量的动态过程变量，此处静电除尘系统模拟量点很多，数据采集工程量比较大，因此优选OPC技术。
3 OPC技术方案的实现
3.1 建立以太网
在辅网新华DCS系统与静电除尘系统互联之前，各自网络为独立的局域网。为了实现OPC技术方案，首先必须建立两个系统之间的光纤以太网。为了保证各自网络的相对独立和安全性，两个局域网的网段不一样，因此需重新设置一个共同的网关，并设定两台上位机的用于通讯的网卡IP，只有这样才能在两个系统之间建立一条以太网通道。
3.2 设置OPC服务器和客户端[4]
由于OPC技术是基于DCOM技术，因此需要修改OPCSERVER的IFIX操作员站以及作为OPC客户端(CLIENT)的DCS操作员站的DCOM配置，才能建立OPCSERVER和OPCCLIENT之间的正确连接。
（1）设置OPC服务器端
①设置组件服务配置。点击开始菜单下的运行，键入dcomcnfg回车，然后选中我的电脑右键选择属性，在默认属性设置里勾选上“在此计算机上启用分布式COM”，默认身份验证级别选择无，默认模拟级别选标识。最后在COM安全页面里，访问权限中编辑限制添加Erevyone并附给所有权限,附给Anonymous Logon所有权限，编辑默认值添加Erevyone并附给所有权限，附给System所有权限；启动和激活权限中编辑限制添加Erevyone并附给所有权限，编辑默认值添加Erevyone并附给所有权限，附给Interactive，System所有权限。
②OPC组件配置。点开始菜单下的运行键入dcomcnfg，然后选我的电脑下DCOM配置，在右侧找到OPC Server组件XXX.OPCServer（本例中为xh.opcserver.1）。在属性里常规中将身份验证级别改为无，在位置中勾选上在此计算机上运行应用程序，安全中所有选择使用默认值，标识中选中交互式用户。然后再找到OPCEnum组件，和上面设置同样配置。
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③启动guest帐户。
④安装网络协议。
⑤确认打印机和文件共享已安装。
⑥所有设置完成后重新启动计算机。
⑦服务器和客户机需要以相同用户名和密码登录。
（2）设置OPC客户端
①设置组件服务配置。点开始菜单下的运行键入dcomcnfg，启动DCOM配置。在属性里常规中将身份验证级别改为无，在位置中勾选上在此计算机上运行应用程序，安全中所有选择使用默认值，标识中选中交互式用户。
②启动guest帐户。
③安装网络协议。
④确认打印机和文件共享已安装。
⑤运行新华DCS系统运行虚拟VXCU.EXE前，vxcu.ini要作相应修改。vxcu.ini文件的[IODRIVER]段中，须修改或添加内容：totaldriver=1和driver1 =opcdrv,1,1,16。vxcu目录下必须包括下列文件：vxcu.exe、vctrl.dll、vxcu.cfg、opcdrv.dll、opcdrv.ini。运行vxcu程序前，必须先查看相应的OPC服务器程序是否已安装成功，建议用一些标准的OPC客户端程序（此处用OPC Test Client）浏览一下OPC服务器的数据项地址空间，跟上述配置文件opcdrv.ini比较一下，确保两者之间是一致的，此时再运行vxcu.exe，然后打开自检程序，就会看到你所配置的I/O站、卡件和各通道的数据。
⑥所有设置完成后重新启动计算机。
⑦服务器和客户机需要以相同用户名和密码登录。
3.3 互联的最终建立
完成之前的准备工作后，相应的打开在新华DCS系统中设置好的虚拟控制器VXCU，建立好通讯后就可以通过辅网DCS上位机对静电除尘系统的各个设备进行启停与监控了。
3.4 系统互联中出现的问题及解决方法
首先在通讯刚刚接入时，将会由于通讯数据量过大引起静电除尘系统上位机在iFix监控界面出现通讯故障，但大约一分钟后即会自动消除。此处之所以出现该情况主要是由于在做基于OPC技术与DCS通讯时，数据交换的点数最好在1000个左右，而哈密电厂静电除尘系统与辅网DCS两系统互联过程中有接近3000个点，因此在通讯建立初期会出现通讯数据流过于庞大，引起电除尘上位机自身通讯故障。
其次，由于通讯建立后不仅仅只是对静电除尘监视，而且还需要对其进行操作，因此对于一些数据点不但需要接收数值，还需要对其进行数值的写入，因此在DCS组态中，最初通讯建立时对于数据都必须是一个跟踪状态，不然会引起数据接收和发出的值相冲突，引起数据的紊乱。因此初始组态中对于数值需要发出的点做一个跟踪切换，在正常接收数据后，再执行写入的功能。
最后，由于通讯是在两台上位机上进行的，因此为防止通讯人为的中断，对于两台端口机应保持其正常工作，电源应冗余配置，并设置一定的权限，防止误操作。
4. OPC技术广泛应用的必然性
随着计算机的出现和微型计算机性能的不断提高,DCS已经成为过程控制系统的主流。工业级PLC的使用已经全世界范围内覆盖，对于如何将PLC与DCS互联已经不是重点，减小两者互联中出现的问题才是重中之重。OPC技术是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用,为工业自动化软件面向对象的开发提供一项统一的标准。采用这项标准后,针对硬件的驱动程序不再由软件开发商开发,而是由硬件开发商根据硬件的特征提供统一的OPC接口程序。采用OPC标准后,由硬件开发商提供统一的OPC接口程序,从而避免了开发重复性,使开发费用大大降低，进而使得OPC技术得到广泛应用。
5 结束语
神华国能哈密电厂辅网DCS系统与静电除尘系统通过OPC技术建立的通讯已经完成，实现了通过DCS对静电除尘系统进行监视操作以及数据存储。现有火力发电厂或其他工业企业中，基于OPC技术两系统的互联将会是一个很好的选择，既保证了数据的通过能力，也简化了异种系统的互联，由此可见OPC技术应用的优越性，以及在工业领域广泛应用的必然性。
参考文献：
【1】OPC Foundation.Data Access Automation Interface Standard Specification 2.02,1999.2.4
【2】郑立.OPC应用程序入门,日本OPC协会,2002
【3】李会平.OPC技术及其在DCS中的作用.煤化工,2007.3:45～47
【4】潘福田.OPC技术在DCS中的应用,信息与控制,1999.8,第28卷增刊,344-348
论文作者:王云龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
标签：系统论文; 通讯论文; 静电论文; 技术论文; 互联论文; 哈密论文; 上位论文; 《电力设备》2017年第8期论文;