基于OPC技術(shù)的煙草薄片生產(chǎn)線整機(jī)控制系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄭慶元　徐曉偉　李亞

摘要：基于OPC技術(shù)，以模擬信號(hào)在QCS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、工控網(wǎng)間交互為例，詳細(xì)說(shuō)明了關(guān)鍵設(shè)置步驟，為多系統(tǒng)間通訊提供了一種方法，經(jīng)應(yīng)用證明，實(shí)時(shí)性好、經(jīng)濟(jì)可靠。

關(guān)鍵詞：OPC;QCS;DNA;DCS;PCS7;跨網(wǎng)通訊

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）05-0013-02

0 引言

隨著生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜性的迅速提高，要求集控系統(tǒng)具備更高的綜合性能，保障大量、實(shí)時(shí)、可靠、有效的數(shù)據(jù)傳輸。但由于在煙草薄片生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用的DCS、QCS、FCS、SCADA等系統(tǒng)來(lái)自于不同的生產(chǎn)商，而各生產(chǎn)商之間的通信需要重新購(gòu)買(mǎi)授權(quán)，否則只能形成“自動(dòng)化孤島”，從而影響了系統(tǒng)的在線質(zhì)量管理水平，難以實(shí)現(xiàn)信息交互和互聯(lián)操作。

1 OPC技術(shù)簡(jiǎn)介

OPC（OLE for Process Control，用于過(guò)程控制的OLE）是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)軟硬件接口，用于過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

在OPC模式中采用了多種關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范，主要有COM/DCOM技術(shù)和DA規(guī)范等。

根據(jù)OPC規(guī)范及其原理，利用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一個(gè)用于再造煙葉生產(chǎn)線DCS系統(tǒng)多規(guī)約OPC通訊網(wǎng)關(guān)。

2 再造煙葉生產(chǎn)線工藝簡(jiǎn)介

在再造煙葉生產(chǎn)中，碎煙末、碎煙片、煙梗等通過(guò)三級(jí)逆流提取，實(shí)現(xiàn)固液分離，固體部分即煙草纖維添加天然長(zhǎng)纖后進(jìn)入紙機(jī)抄造形成片基，液體部分經(jīng)過(guò)萃取調(diào)配形成涂布液，片基涂布干燥后形成成品，分切打包后即可銷(xiāo)售。

3 在再造煙葉生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

在工控網(wǎng)中配置兩臺(tái)IBM雙網(wǎng)卡服務(wù)器，一臺(tái)用于數(shù)據(jù)采集，一臺(tái)作為應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)客戶(hù)機(jī)及各工段PLC設(shè)備用于執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)及生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控。對(duì)現(xiàn)有各系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃各個(gè)生產(chǎn)段IP，全部組入同一段網(wǎng)絡(luò)，包括原料預(yù)處理工段、風(fēng)送除塵工段、水提取工段、濃縮工段、涂布液調(diào)配工段、完成工段、試驗(yàn)線原料預(yù)處理與醇提取工段、大線DCS控制室等8個(gè)部分。涉及到的系統(tǒng)軟件有西門(mén)子的STEP7、PCS7、Starter、Wincc等。

3.2 組態(tài)編程設(shè)計(jì)

通過(guò)查閱資料，嘗試通過(guò)建立OPC站連通數(shù)據(jù)流或系統(tǒng)跨接的辦法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連通，方案實(shí)施如下：

生產(chǎn)車(chē)間DCS控制系統(tǒng)通過(guò)底層邏輯控制程序讀取終端傳感器采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工處理后存入相應(yīng)的DB塊。一般情況下，終端傳感器都具備RS232/485串口或以太網(wǎng)（TCP/IP 和UDP）端口。

由OPC Client采集程序采用OPC協(xié)議采集相應(yīng)DB塊的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)保存到雙網(wǎng)卡的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù);在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表TECH_DATAITEMS中配置工藝參數(shù)信息如圖1所示。

通過(guò)OPC Client采集器采集相應(yīng)工藝參數(shù)DB塊數(shù)據(jù)存入關(guān)系型數(shù)據(jù)表TAGS_REALTIMEVAL。通過(guò)綜合管理信息平臺(tái)數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)將采集數(shù)據(jù)傳送至綜合管理信息平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。綜合管理信息平臺(tái)自動(dòng)根據(jù)數(shù)據(jù)變化以增量同步數(shù)據(jù)的方式將工藝參數(shù)數(shù)據(jù)抽取至綜合管理信息平臺(tái)，數(shù)據(jù)存放分區(qū)表T_PMS_DATAITEM，如圖2所示。

綜合管理信息平臺(tái)實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并分區(qū)存儲(chǔ)歸檔。通過(guò)綜合管理信息平臺(tái)采取分區(qū)表的方式存儲(chǔ)工藝參數(shù)歸檔數(shù)據(jù)及SPC統(tǒng)計(jì)分析、展示等，如圖3所示，成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

4 結(jié)語(yǔ)

本方案在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)之間到工控網(wǎng)間的數(shù)據(jù)通訊聯(lián)系，成功完成了生產(chǎn)工控網(wǎng)絡(luò)間重要工藝點(diǎn)的連通采集工作，模擬量信號(hào)傳輸效果良好，免去了系統(tǒng)之間高額的授權(quán)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)可靠、實(shí)時(shí)性高，為過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)分析提供了保障。

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