基于OPC的DCS與保護測控裝置的通訊方案探討

申亞東

【摘 要】本文主要基于OPC技術的特點，如何實現與其他測控裝置的數據傳輸問題，從而實現DCS和就地裝置的數據交換。

【關鍵詞】OPC；RSC9600；通訊方案

OPC-based communications solutions to explore DCS and protection and monitoring devices

Shen Ya-dong

(New Energy Nuclear Engineering Nuclear Industry Co., Ltd Taiyuan Shanxi 030012)

【Abstract】This article is mainly based on the characteristics of OPC technology, how to achieve data transfer issues with other monitoring devices, enabling data exchange DCS and local devices.

【Key words】OPC;RSC9600;Communications solutions

1. 引言

（1）隨著工業生產的不斷發展，工業控制軟件取得了長足的進步。各個智能設備的提供商為適應目前自動化控制發展的進程，也開發了各自的工業控制軟件包，同時，對于大型工業企業來說，這些設備如何協調這些設備的底層通訊，便于集中控制，則是目前工業控制上的一個突出的問題。而OPC技術的出現則很好的解決了這些問題。

（2）OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control的縮寫，它是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術在過程控制方面的應用。

（3）OPC以OLE/COM/DCOM技術為基礎，采用客戶/服務器模式，為工業自動化軟件面向對象的開發提供了統一的標準，這個標準定義了應用Microsoft操作系統在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法，從而也提高了系統的開放性和兼容性。

（4）襄垣電廠采取的是全廠DCS控制方式，應用和利時自動化公司提供的最新版本的控制系統軟件（MACSV 5.2.0），同時根據熱電廠母管制的工作模式，將整個DCS控制系統分為兩個域，以母管作為虛擬的分界線，通過兩個域對全廠進行集中控制。如此集中的控制方式，勢必存在如何統一各個子系統之間的通訊接口和數據傳輸的問題。而OPC統一的接口標準，正是解決了這個問題。

（5）而鑒于襄垣電廠對于線路保護測控裝置與DCS系統的通訊連接，則很好的利用了OPC技術的優點，將測控裝置的實時數據上傳到DCS的上位機，更加方便電氣運行人員的監控和操作。

2. OPC在工業領域的應用

由于OPC技術的采用，使得現場設備與系統的連接也更加簡單、靈活、方便。因此OPC技術在國內的工業控制領域得到了廣泛的應用，主要應用領域如下：

（1）數據采集技術。目前硬件廠商提供的產品均帶有標準的OPC接口，OPC實現了應用程序和工業控制設備之間高效、靈活的數據讀寫，可以編制符合標準OPC接口的客戶端應用軟件完成數據的采集任務。

（2）歷史數據訪問。OPC提供了讀取存儲在過程數據存檔文件、數據庫或遠程終端設備中的歷史數據以及對其操作、編輯的方法。

（3）報警和事件處理。通過使用OPC技術，能夠更好的捕捉控制過程中的各種報警和事件并給予相應的處理。

（4）數據冗余技術。OPC技術的使用可以更加方便的實現軟件冗余，而且具有較好的開放性和可互操作性。

（5）遠程數據訪問。借助Microsoft的DCOM（分散式組件對象模型）技術，OPC實現了高性能的遠程數據訪問能力，從而使得工業控制軟件之間的數據交換更加方便。

3. OPC與電氣保護裝置的銜接應用

3.1 電氣測控保護裝置采用的是南瑞繼報廠商提供的RCS9600系列產品，分別為RCS-9624CN （適用于3-35kV電壓等級小電流接地系統或小阻抗接地系統中廠用變的保護測控裝置）和RCS-9626CN (適用于3-10KV電壓等級中高壓大型電動機的保護測控)，該系列產品具備如下的測控功能：10路自定義遙信開；正常斷路器遙控分、合；高壓側IA、Ios、IC，P、Q、COSф等模擬量的遙測；開關事故分合次數統計及事件SOE等；可選配2路4~20mA模擬量輸出，替代變送器作為DCS電流、有功功率測量接口。

3.2 鑒于裝置提供的這些功能，可以使得MACSV自帶的OPC SERVER軟件根據實際監控的需要，將保護裝置所采集的數據上傳。

4. 基于OPC的MACSV通信連接

MACSV針對第三方通信軟件，已開發相應的OPC SERVER 與 OPC CLINET 軟件來實現與第三方的數據通信。

4.1 對于MACSV系統，其OPC系統具有如下的特點：

（1）支持OPC 1.0和2.0 規范。

（2）支持多個OPC客戶的連接。

（3）支持遠程OPC通訊。

（4）客戶端可以根據需要選擇同步或異步通訊方式。

（5）在客戶端與服務器建立資料回調后，DCS 的資料變化可以及時快速的傳遞到OPC客戶端。

（6）通過周期讀取DCS數據庫的數據更新服務器的數據緩存。

（7）支持DCS多域。

（8）客戶端可以寫數據到DCS數據庫內。根據南瑞的要求，MACSV系統應用的OPCserver 1.1.0版本，并對服務器及客戶端進行相應的配置。

圖14.2 服務器端設置（見圖1）。同時設置UDP端口為7315，域號為1。對于遠程訪問OPC服務器，需要在客戶和服務器計算機上都進行DCOM設置。配置方法如下：

4.3 通信配置。通信配置需要對通道、設備、組，逐級進行配置。

（1）通道配置：

A.在OPCServer軟件配置中點擊添加通道，選擇相應的通訊協議，我們用的串口協議，所以在添加通道的第二步中選擇modbus_c，根據南瑞提供的測控信息表的項目說明，描述對應的測點項目（見圖2～圖4）。

圖2

圖3

圖4B.因為選擇串口協議，所以需要對串口進行參數設置。配置完成后就可以從通道屬性中查看通道屬性（見圖5）。

（2）設備配置。

A.同樣，在添加設備時，軟件也會有同樣的設置向導指引你將對應的設備地址、設備名以及設備描述進行設置。但需要注意的是，設備地址需要和南瑞設備內部設置的地址一一對應，不可存在地址沖突的現象，以防數據無法上傳。設置完成后，信息欄下會自動生成組別（見圖6）。

B.然后，右鍵點擊組名，進入屬性選項，彈出組屬性對話框，根據南瑞廠商提供的關于RCS9624CN以及RCS9626CN保護測控裝置提供的信息表，在組屬性中填寫各個設備對應的不同的信息。根據現場實際設備的情況，產品配置如下（見圖7）。

圖5

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10C.針對某一設備其遙測和遙信的參數如下（見圖8）。

D.根據如上的信息表將參數一一輸入對應設備的組屬性中（見圖9）。

圖11

圖12E.完成全部設置后，每個設備信息狀態可以在窗口中讀到（見圖10）。

4.4 OPC運行。完成以上的設置并對各個通道進行完測試之后，還需將OPC的組名在MACSV中配置相應的量點，同時OPCCLINET可以通過excel表格的形式將數據讀入。運行步驟如下：

（1）開啟OPCCLINET軟件，通過這個客戶端軟件，連接OPC服務器，刷新列表后，選擇對應的服務器（見圖11～圖12）。

（2）連接成功后，通過OPCCLINET窗口的打開快捷圖標，打開事先做好的excel文件，在網絡連接正常的基礎上，可以將數據傳輸上來，并上傳到DCS的畫面上（見圖13）。

圖135. 結束語

利用OPC技術的優勢，通過MACSV配置的OPC SVERVER軟件實現不同設備和系統之間的數據傳輸，通過這樣的方式，與通過就地變送器和開關到位信號的硬接線傳輸比較，減少了中間環節，同時也減少了隨之而來的出錯環節，提高了數據傳輸的可靠性；另一方面，也加強了維護工作的集中性，提高了工作效率。因此利用保護裝置本身較強的通訊功能和OPC統一接口的優勢解決了遠動設備的數據傳輸問題。

參考文獻

［1］ OPC技術應用 OPC協會技術委員會2006.

［2］ MACSV OPC 通訊.

［3］ RCS-9624CN、RCS-9626CN保護測控裝置說明書.

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