海洋平臺(tái)油田群間OPC通訊應(yīng)用

金 濤

（中海石油（中國(guó)）有限公司，天津 300461）

海洋平臺(tái)油田群間OPC通訊應(yīng)用

金 濤

（中海石油（中國(guó)）有限公司，天津 300461）

墾利油田群區(qū)域開發(fā)項(xiàng)目一期和二期建造中，使用Emerson DeltaV系統(tǒng)，并配置OPC Mirror，在各平臺(tái)間使用OPC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，CCR可觀察多個(gè)平臺(tái)重要數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)配置的報(bào)警信息，體現(xiàn)了OPC技術(shù)在DCS系統(tǒng)使用的開放性及可操作性。

OPC；安全儀表；數(shù)據(jù)采集

1 OPC技術(shù)信息

1.1 OPC技術(shù)基礎(chǔ)信息

OPC全稱是OLE for Process Control（OLE原意是對(duì)象連接和嵌入，OPC建立于OLE規(guī)范之上，是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。OPC提供一套標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM（Component Object Model部件對(duì)象模型）/DCOM（分布式部件對(duì)象模型）接口技術(shù)，基于開放標(biāo)準(zhǔn)的開放式連結(jié)，允許在自動(dòng)化/控制應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和商業(yè)/辦公室應(yīng)用之間進(jìn)行簡(jiǎn)明的、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)交換，用于過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的說對(duì)于設(shè)備的種類及應(yīng)用程序的多樣話和傳輸協(xié)議的要求不同，提供一個(gè)環(huán)境，建立一套完整的“規(guī)則”。

1.2 OPC技術(shù)接口規(guī)則

OPC客戶端應(yīng)用程序可以使用COM兼容自定義接口（Custom Interface）或者DeltaV OPC數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器（OPC Data Access Server）的OLE自動(dòng)接口（Automation Interface）。自定義接口支持客戶端使用C++編寫；OLE自動(dòng)接口則支持更高級(jí)的商務(wù)應(yīng)用程序，如Visual Basic等。OPC接口方式如圖1所示。

圖1 OPC接口

1.3 OPC網(wǎng)絡(luò)配置

OPC For DeltaV客戶端應(yīng)用程序PC配置，通常DCS的OPC SERVER一般會(huì)單獨(dú)配一臺(tái)計(jì)算機(jī)來跟外界的系統(tǒng)通訊。這臺(tái)機(jī)器一般就僅僅做OPC SERVER用，而且出于安全考慮，很多時(shí)候，點(diǎn)的定義會(huì)是只讀的.Application Station（應(yīng)用站）相當(dāng)于DeltaV控制網(wǎng)絡(luò)與其它應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)。DeltaV OPC數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器在提供DeltaV運(yùn)行時(shí)訪問應(yīng)用程序的機(jī)器上運(yùn)行，該程序既能在應(yīng)用站又可在通過網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用站相連的機(jī)器上運(yùn)行。如要在不同系統(tǒng)（非DeltaV工作站）中運(yùn)行OPC客戶端，首先應(yīng)安裝OPC遠(yuǎn)程應(yīng)用程序。OPC網(wǎng)絡(luò)圖表如圖2所示。

2 OPC實(shí)用性及應(yīng)用特點(diǎn)

OPC實(shí)用性：OPC運(yùn)用Microsoft DCOM技術(shù)，允許客戶端與運(yùn)行在支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器相連。應(yīng)用程序作為OPC接口中的客戶端，硬件驅(qū)動(dòng)程序作為OPC接口中的服務(wù)器端。任意兩個(gè)組態(tài)為DCOM通信的機(jī)器都可作為DeltaV OPC客戶端或服務(wù)器運(yùn)行。只要遵循這套規(guī)則，數(shù)據(jù)交互對(duì)兩者來說都將暢通無(wú)阻。

圖2 網(wǎng)絡(luò)圖表

每一個(gè)OPC客戶端應(yīng)用程序可以連接若干個(gè)OPC服務(wù)器，每一個(gè)硬件驅(qū)動(dòng)程序可以為若干個(gè)應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)，這里的OPC客戶端和服務(wù)器端可以是任何廠家的任何產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)是在工作組還是在域中運(yùn)行，服務(wù)器可以進(jìn)行不同的設(shè)置，OPC在同一域的訪問關(guān)系如圖3所示。

圖3 OPC的訪問關(guān)系

OPC應(yīng)用特點(diǎn)：由于OPC技術(shù)的應(yīng)用，使得以更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、更長(zhǎng)的壽命、更低的價(jià)格解決工業(yè)控制成為可能。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與系統(tǒng)的連接也更加簡(jiǎn)單、靈活、方便。因此OPC技術(shù)在國(guó)內(nèi)的工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：

1）數(shù)據(jù)采集技術(shù) 折疊OPC技術(shù)通常在數(shù)據(jù)采集軟件中廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在眾多硬件廠商提供的產(chǎn)品均帶有標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，OPC實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序和工業(yè)控制設(shè)備之間高效、靈活的數(shù)據(jù)讀寫，可以編制符合標(biāo)準(zhǔn)OPC接口的客戶端應(yīng)用軟件完成數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。

2）歷史數(shù)據(jù)訪問 折疊OPC提供了讀取存儲(chǔ)在過程數(shù)據(jù)存檔文件、數(shù)據(jù)庫(kù)或遠(yuǎn)程終端設(shè)備中的歷史數(shù)據(jù)以及對(duì)其操作、編輯的方法。

3）報(bào)警和事件處理 折疊OPC提供了OPC服務(wù)器發(fā)生異常時(shí)，以及OPC服務(wù)器設(shè)定事件到來時(shí)向OPC客戶發(fā)送通知的一種機(jī)制，通過使用OPC技術(shù)，能夠更好地捕捉控制過程中的各種報(bào)警和事件并給予相應(yīng)的處理。

4）數(shù)據(jù)冗余技術(shù) 折疊工控軟件開發(fā)中，冗余技術(shù)是一項(xiàng)最為重要的技術(shù)，它是系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的保障。OPC技術(shù)的使用可以更加方便地實(shí)現(xiàn)軟件冗余，而且具有較好的開放性和可互操作性。

5）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問 折疊借助Microsoft的DCOM（分散式組件對(duì)象模型）技術(shù)，OPC實(shí)現(xiàn)了高性能的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問功能，從而使得工業(yè)控制軟件之間的數(shù)據(jù)交換更加方便。

3 海洋平臺(tái)間OPC應(yīng)用案例

KL3-2CEP/BZ35-2CEPA為墾利一期項(xiàng)目的中心平臺(tái)，所用配置為OPC服務(wù)器，通過海底光纜兩平臺(tái)間可以相互組態(tài)數(shù)據(jù)，并制作相應(yīng)操作畫面，方便監(jiān)控。

KL10-1CEP為墾利二期項(xiàng)目的中心平臺(tái)，所用配置為OPC服務(wù)器，通過海底光纖分別和KL3-2CEPA/KL10-1WHPA相連，KL10-1WHPA為KL10-1CEP井口平臺(tái)，配置OPC客戶端，KL10-1CEP分別監(jiān)控到KL3-2CEPA/KL10-1WHPA的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這時(shí)，雖然KL3-2CEPA沒有和KL10-1WHPA通海底光纖，但是不受授權(quán)的影響，KL3-2CEPA可以對(duì)KL10-1WHPA的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控。同時(shí)，KL10-1CEP和BZ35-2CEPA沒有聯(lián)通海底光纖也可以對(duì)BZ35-2CEPA進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過KL項(xiàng)目的成功，使我們對(duì)OPC技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。基于OPC技術(shù)的開放性，不僅使各系統(tǒng)的集成更加容易，使得DCS系統(tǒng)更具靈活性。同時(shí)在海洋工程項(xiàng)目建造中，在節(jié)約成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)DCS中控室對(duì)其他多個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)監(jiān)控。并且在投產(chǎn)一定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定。

[1]馮曉升.功能安全技術(shù)講座：第四講 安全相關(guān)系統(tǒng)SIL設(shè)計(jì)的要求[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2007,（4）：3-5.

[2]馮曉升.第五講安全相關(guān)系統(tǒng)SIL設(shè)計(jì)的要求（續(xù)）[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量，2007,（5）：14-16.

Room Oilfields Offshore Platform OPC Communications Applications

Jin Tao

Kenli oilfields regional development projects Phase I and II construction，use Emerson DeltaV system and configure OPC Mirror，the use of OPC technology for data exchange between platforms，CCR can be observed multiple platforms important data and configuration data alarm information，openness reflects OPC technology in DCS system and operability.

OPC；security instrument；data collection

TP277

B

1003–6490（2016）04–0033–02

2016–03–14

金濤（1976—），男，安徽安慶人，工程師，主要研究方向?yàn)殡妰x控制、電力組網(wǎng)、中控系統(tǒng)。