動力SCADA系統集成數據交互技術探究

胡忠福　汪華聰

摘 要：隨著工廠自動化朝著智能化方向的發展，動力孤立的SCADA監控系統集成為集中監控平臺成了日后發展的大趨勢。利用集成各個系統的數據進行交互使用，有利于提高設備的操作、監視效率及負荷調整的及時性，降低生產成本；有利于打破系統間不同通信協議而造成儀器儀表難于接入的瓶頸，降低配件成本的重復投資。所以，文章著重探究集成數據的交互技術。

關鍵詞：SCADA；系統集成；交互技術；opc；Kepware；GENSIS64

動力空壓、制冷、空調、真空、鍋爐、市政供水、配電是獨立的能源生產過程控制系統。能源系統主要實現了水、蒸汽、壓縮空氣、電4種能源的計量和數據采集。各系統之間獨立運行，相互間無信息交互。但是動力作為全廠的能源供給、轉換、使用和監管部門，從設備操作、負荷調整和能源調度等方面幾個系統之間密不可分地聯系在一起。所以，孤立的監控系統集成為集中監控平臺成為必然趨勢，這樣有利于提高設備的操作、監視效率及負荷調整的及時性，降低生產成本；有利于打破系統間不同通信協議而造成儀器儀表難于接入的瓶頸，降低配件成本的重復投資。

1 現狀

目前動力系統各自建立了SCADA系統，因工作需要及地理位置形成了動力、鍋爐、能源3個監控室：動力監控室包含了空壓、真空、空調、制冷、配電5個獨立的監控系統；鍋爐監控室包含了鍋爐、供水兩個獨立的監控系統；能管系統包含了全廠水、汽、氣、電用能監控。造成一個個信息孤島，無法對數據進行深度挖掘。

（1）各個系統之間控制及采集的PLC不同，也就造成了不同的通信協議（見表1）。

（2）網絡為獨立網絡，沒有互聯互通，如圖1所示。

2 解決方案

2.1 網絡構架

建立動力生產網絡（見圖2）：結構為星形，采用10 M/100 M/ 1 000 Mbps自適應以太網，支持TCP/IP協議。將孤立系統接入網絡中，實現互聯互通。并和工廠的生產網絡連通，方便集中監控平臺的發布和MES系統的交互。

2.2 建立虛擬化平臺

選用2臺高性能的服務器以及存儲設備建立一套資源池，利用VMware軟件構建一套云端平臺，將應用服務器運行在虛擬化平臺，可在線調整應用服務器的資源配置。

2.3 OPC服務器

在虛擬化平臺創建OPC應用服務器，運行Kepware軟件，可實時采集各個系統數據。Kepware支持多種通信協議，可以采集各個廠家控制器的數據，同時通過OPC協議將數據送到SCADA軟件平臺。

2.4 實時數據庫

在虛擬化平臺創建實時數據庫應用服務器，采用GENSIS64自動化套件中的Hyper History實時數據庫軟件，與OPC服務器進行通訊，采集opc實時數據并以1 s的時間間隔進行存儲。

2.5 SCADA服務器

在虛擬化平臺創建SCADA應用服務器，采用組態軟件GENSIS64自動化套件中的GraphWorX組件，對動力的各個監控系統進行集中組態，實時監控各個系統的運行數據以及狀態（見圖3）。

另外，SCADA服務器與實時數據庫進行通信，完成數據交互，在GraphWorx中利用TrendWorXView控件抽取實時數據庫所存儲的數據進行趨勢曲線的展示。

3 結語

通過這次網絡、虛擬平臺的建設，利用Kepware軟件支持多種通信協議的功能，打破了系統間不同通信協議而造成儀器儀表難于接入的瓶頸；并利用ICONICS公司的GENESIS64組態軟件進行數據交互，提高了設備操作、監視效率及負荷調整的及時性。實現了可靠、完整的集中監控平臺，又有很強的橫向和縱向擴展功能。也為大數據分析、專家庫、3D自動巡檢等數據應用功能打下堅實基礎。

同時，在工廠生產網絡原有的安全防護基礎上，增加了系統端口封堵，底層電腦禁用USB接口、安裝防毒軟件、操作采用C/S架構、多用戶管理，操作審計記錄等安全措施，使得整個系統更加安全可靠。

[參考文獻]

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