基于OPC技術的煤化工生產監測數據采集系統的應用

張士齊（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 萊蕪 271104）

基于OPC技術的煤化工生產監測數據采集系統的應用

張士齊（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 萊蕪 271104）

本文對基于OPC技術的煤化工生產監測數據采集系統的應用進行分析。

OPC技術；煤化工生產監測；數據采集系統

本文以某煤礦集團為例，已知該煤礦集團現有10余家煤化工企業，煤化工基地2處，各個企業之間地理位置十分分散，并采用多種類的工業自動控制系統，導致對各個企業生產監測數據的采集工作十分復雜。近年來，我國煤化工產業的生產規模和生產數量在不斷擴大與增加，在煤化工企業中就需要加強對生產數據的監測和采集，由集團公司進行統一管理。為了對數據進行采集需要根據原有系統，將各個煤化工企業的生產系統進行融合，對其生產數據進行實時采集和上傳。本文就對各個化工企業基于OPC技術的煤化工生產監測數據采集系統的應用加以分析，加強對生產數據采集工作。

1OPC技術

OPC技術，是一種過程控制技術，為現場過程控制和應用程序之間搭建了聯系的橋梁，根據傳統對生產數據采集過程中，主要是對不同生產裝置中的數據次啊及系統及生產監測系統進行相互連接，而使不同數據之間產生通信，但這種技術需要開發通信接口程序才能實現數據之間的傳輸，花費時間較大，工作效率較低，且勞動強度大。為了更好更便捷的對生產數據進行監測和采集，就在企原有系統上采用OPC技術，這種技術采用了com通信機制，在Server模式下生產廠家對訪問接口進行統一開發，并在OPC服務器上為用戶提供技術支持。

該公司所采用的是工廠系列自動化軟件平臺，主要是通過工業設備和驅動程序來實現組態軟件的通信，不同設備之間其驅動程序也不盡相同，從而增加了程序開發成本，在設備升級過程中會存在系統兼容性的問題。為了對上述問題加以解決，可以采用OPC技術，該技術分為服務器和客戶應用這兩個部分，設備數據的收集主要是由服務器操作來實現的，客戶端接受OPC接口所發送的數據信息，對于符合標準的客戶單可以訪問不同廠商的服務器，從而解決了各個生產廠商之間存在的矛盾問題，體現了系統集成性特點，提高了系統的開放性和操作性。

2 基于OPC技術的煤化工生產監測數據采集系統的具體應用

2.1 對原有DCS數據采集系統的改進

某煤化公司下屬有多個廠家，統共含有30多套PLC系統和DCS系統，主要通訊方式有DDE和OPC，其中能源計量監測采集點主要有1000多個，生產監控關鍵點有2000多。

硬件結構的改進主要是將數據采集終端設備安置在各系統數據采集點中，通過雙網卡實現網絡連接。雙網卡主要是負責通過防火墻連接生產現場DCS系統及ECC服務器。這種網絡連接方式將ECR實時數據庫系統和現場DCS工程師站進行有效隔開，從而避免外界因素對DCS系統產生干擾，造成破壞，在數據采集終端設備對現場數據采集過程中，將所采集的數據保存到相關數據庫中，但由于系統建設時間長，通訊方式為DDE，數據通訊速率慢，當采集數據量較大時，通訊速率與數據傳輸質量難以得到保證，和OPC通訊方式比較來看，傳送速度較慢。

對于軟件結構的改進，如對于不同類型通訊方式的軟件接口進行開發，具有較大的工作強度，因此可以通過OPC技術對系統數據訪問的多種類型進行統一訪問和了解，在原有數據接口基礎上進行開發，確保接口采集穩定性。而對于存在的網絡故障，則可以通過開發緩存應用軟件對數據進行緩存，避免在網絡中斷時造成傳輸數據流失或丟失的現象，待網絡恢復繼續數據傳輸，從而保證數據傳輸完整。

在對DCS數據在采集過程中采用ECDA模塊進行數據次啊及，并根據網絡數據的訪問接口及客戶端程序進行數據離線緩存和數據上傳，確保在網絡中斷時對數據進行離線傳輸，在網絡恢復時繼續上傳數據。對數據結構的開發主要是對封裝OPCServer和ESS OPC客戶端接口進行開發，可以滿足應用程序的運行需要。

2.2 OPC客戶端軟件接口應用

在某煤化工企業中大多采用DCS控制系統的生產裝置，并提供OPC軟件程序包，數據采集主要是通過DCS來實現，并開發ECC客戶端軟件接口，對安裝注冊OPC技術的核心發布包，其中主要包含了OPC底層DCOM組件的動態鏈接庫，并配置服務器DCOM屬性才能確保其通訊正常。

2.3 OPC Server應用

當前煤化工企業中生產裝置匯總的DCS系統無OPC服務功能，而采用DDE通訊方式，對沒有安裝服務軟件的系統則應加強安裝DDE的OPC服務功能，并通過客戶端數據接口來進行網絡數據的通訊和傳輸。但由于DDE傳輸和OPC傳輸比較而言相對較差，在采用OPC技術之后可以在DCS系統中生產監控和能源管理等數據傳輸的質量、準確性、實時性和頻率都有了明顯的提高。

3 結語

總而言之，目前在化工企業、監控行業及工業生產自動化控制中都已經對OPC技術進行了廣泛的應用，而本文主要是將某煤礦集團為例，對集團下屬企業中原有的生產系統中采用新型OPC技術，加強對生產數據的監測，提高生產數據的傳輸質量、通訊性能及能源采集質量等，使開發及維護工作量明顯減少。對我國制造行業來說，尤其是傳統的制造行業，應符合市場發展需求，降低生產成本，就需要提高企業管理軟件的運行效率，加強對裝配車間的生產計劃調度、資源管理、工藝管理、過程控制等一系列的系統開發，但由于各個系統之間的數據是相對獨立的，并出現了信息處理不及時、響應速度慢和產品生產周期長等諸多問題，而這一問題的根本原因是由于異地數據共享困難，技術支持不配套，軟件接口開發難度較大等，對工廠內部系統的協調性產生制約。該公司在采用原有生產監測數據采集系統中采用OPC技術，很好的解決了生產設備多樣、生產數據采集不統一及設備可集成性差等諸多問題得到解決，并對生產過程中各項數據進行實時監測和控制。文章中對某煤礦集團中煤化工生產監測數據采集系統中OPC技術的應用展開具體的研究和討論，主要是在原有系統的基礎上對生產數據進行采集，并融合各個煤化工企業中的生產系統，對所有企業及各個類型生產數據進行實時采集、統一上傳，從而使生產數據采集工作效率和工作質量顯著提高。