OPC通訊協(xié)議介紹

1、OPC通訊協(xié)議介紹opcole for Process Control,用于過(guò)程控制的 OLE是個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，管理這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際組織是 OPC基金會(huì)，OPC基金會(huì)現(xiàn)有會(huì)員已超過(guò)220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、儀器儀表及過(guò)程控制系統(tǒng)的公司?；谖④浀腛LE現(xiàn)在的Active X）、COM部件對(duì)象模型）和DCOM分布式部件對(duì)象模型）技術(shù)。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過(guò)程控 制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。OPC全稱是OLE for Process Control，它的出現(xiàn)為基于 Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制應(yīng)用建立了橋梁。在過(guò)去，為了存取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，

2、每一個(gè)應(yīng)用軟件開發(fā)商都需要編寫專用的接口函數(shù)。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的種類繁多,且產(chǎn)品的不斷升級(jí)，往往給用戶和軟件開發(fā)商帶來(lái)了巨大的工作負(fù)擔(dān)。通常這樣OPC標(biāo)在這種情況下，它的制定是通過(guò)提供一套OLE2技術(shù)，OLE標(biāo)準(zhǔn)允許也不能滿足工作的實(shí)際需要，系統(tǒng)集成商和開發(fā)商急切需要一種具有高效性、可 靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。OPC標(biāo)準(zhǔn)以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ), 標(biāo)準(zhǔn)的OLE/COM6口完成的，在OPC技術(shù)中使用的是 多臺(tái)微機(jī)之間交換文檔、圖形等對(duì)象。COMI Component Object Model的縮寫，是所有 OLE機(jī)制的基礎(chǔ)。COM是一種為了實(shí)現(xiàn)與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)

3、的對(duì)象而制定的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將Windows下的對(duì) 象定義為獨(dú)立單元，可不受程序限制地訪問(wèn)這些單元。 這種標(biāo)準(zhǔn)可以使兩個(gè)應(yīng)用 程序通過(guò)對(duì)象化接口通訊，而不需要知道對(duì)方是如何創(chuàng)建的。 例如，用戶可以使 用C+語(yǔ)言創(chuàng)建一個(gè) Windows對(duì)象，它支持一個(gè)接口，通過(guò)該接口，用戶可以訪問(wèn)該對(duì)象提供的各種功能，用戶可以使用Visual Basic，C, Pascal，SmalltalkCOM或其它語(yǔ)言編寫對(duì)象訪問(wèn)程序。在 Win dows NT4.0操作系統(tǒng)下，COMfi范擴(kuò)展到可訪問(wèn)本機(jī)以外的其它對(duì)象，一個(gè)應(yīng)用程序所使用的對(duì)象可分布在網(wǎng)絡(luò)上, 的這個(gè)擴(kuò)展被稱為DCOMDistributed COM ）。

4、通過(guò)DCO技術(shù)和OPC標(biāo)準(zhǔn)，完全可以創(chuàng)建一個(gè)開放的、可互操作的控制系統(tǒng)軟件。OPC采用客戶/服務(wù)器模式，把開發(fā)訪問(wèn)接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn) 廠家或第三方廠家，以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶，解決了軟、硬件廠商的矛 盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性。OPC服務(wù)器通常支持兩種類型的訪問(wèn)接口， 它們分別為不同的編程語(yǔ)言環(huán)境提供訪問(wèn)機(jī)制。這兩種接口是：自動(dòng)化接口( Automation interface )；自 定義接口( Custominterface )。自動(dòng)化接口通常是為基于腳本編程語(yǔ)言而定義 的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以使用 VisualBasic 、 Delphi 、 PowerBu

5、ilder 等編程語(yǔ)言開發(fā)opC服務(wù)器的客戶應(yīng)用。而自定義接口是專門為C+等高級(jí)編程語(yǔ)言而制定的標(biāo)準(zhǔn)接口。OPC現(xiàn)已成為工業(yè)界系統(tǒng)互聯(lián)的缺省方案， 為工業(yè)監(jiān)控編程帶來(lái)了便利， 用戶不用為通訊協(xié)議的難題而苦惱。 任何一家自動(dòng)化軟件解決方案的提供者， 如 果它不能全方位地支持OPC則必將被歷史所淘汰。1、在控制領(lǐng)域中，系統(tǒng)往往由分散的各子系統(tǒng)構(gòu)成；并且各子系統(tǒng)往往采用不同廠家的設(shè)備和方案。 用戶需要， 將這些子系統(tǒng)集成， 并架構(gòu)統(tǒng)一的實(shí) 時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。2、這樣的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)需要解決分散子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，各子系統(tǒng)需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)相應(yīng)控制指令。3、再考慮到實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)往往需要升級(jí)和調(diào)整。4、就需要各子系統(tǒng)

6、具備統(tǒng)一的開放接口。5、OPC(OLE for Process Control) 規(guī)范正是這一思維的產(chǎn)物。6、OPC 基于 Microsoft 公司的 Distributed in terNet AppI ication(DNA) 構(gòu)架和 Component Object Model (COM) 技術(shù)的，根據(jù)易于擴(kuò)展性而設(shè)計(jì)的。OPC規(guī)范定義了一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口。7、OPC是以O(shè)LE/CO機(jī)制作為應(yīng)用程序的通訊標(biāo)準(zhǔn)。OLE/CO是一種客戶/服務(wù)器模式，具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、代碼重用性、易于集成性等優(yōu)點(diǎn)。OPC規(guī)范了接口函數(shù)， 不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以何種形式存在， 客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問(wèn)， 從而 保證軟件對(duì)客

7、戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來(lái)。8 OPC定義了一個(gè)開放的接口，在這個(gè)接口上，基于 PC的軟件組件能 交換數(shù)據(jù)。它是基于Windows的OLE對(duì)象鏈接和嵌入、CO部件對(duì)象模 型(Component Object Model)和 DCO分布式 COM(Distributed COM)技術(shù)。因而，OPC為自動(dòng)化層的典型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接工業(yè)應(yīng)用程序和辦公室程序提供了一 個(gè)理想的方法。OPC應(yīng)用領(lǐng)域 1、工控解決方案用戶 2、樓控解決方案用戶 3、工控解決方案廠商 4、樓控解決方案廠商 5、工控解決方案集成商 6、樓控解決方案集成商7、All Automation FieldsOPC是為了

8、連接數(shù)據(jù)源（OPC服務(wù)器）和數(shù)據(jù)的使用者（OPC應(yīng)用程序）之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)源可以是PLC DCS條形碼讀取器等控制設(shè)備。隨控制系統(tǒng)構(gòu)成的不同， 作為數(shù)據(jù)源的OPC服務(wù)器即可以是和OPC應(yīng)用程序在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的本地OPC服務(wù)器,也可以是在另外的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的遠(yuǎn)程 OPC服務(wù)器。OPC接口既可以適用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把最下層的控制設(shè)備的原始數(shù)據(jù)提供給作為數(shù)據(jù)的使用者（OPC應(yīng)用程序）的HMI（硬件監(jiān)督接口）/SCADA監(jiān)督控制與 數(shù)據(jù)采集） ，批處理等自動(dòng)化程序，以至更上層的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用程序，也可 以適用于應(yīng)用程序和物理設(shè)備的直接連接。 所以O(shè)PC接口是適用于很多系統(tǒng)的具 有高厚度柔軟性

9、的接口標(biāo)準(zhǔn)。OPC解決了什么?OPC誕生以前，硬件的驅(qū)動(dòng)器和與其連接的應(yīng)用程序之間的接口并沒(méi)有工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，連接統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在 FA（FactoryAutomation）PLC(Programmable Logic Controller)等控制設(shè)備和 SCADAAHMI軟件，需要不同的FA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成。根據(jù)某調(diào)查結(jié)果，在控制系統(tǒng)軟件開發(fā)的所需費(fèi)用中, 各種各樣機(jī)器的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)占費(fèi)用的 7成，而開發(fā)機(jī)器設(shè)備間的連接接口則占過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域，當(dāng)希望把分了 3 成。此外，在 PA(Process Automation)布式控制系統(tǒng) （DCSDistributed Control System

10、） 中所有的過(guò)程數(shù)據(jù)傳送到 生產(chǎn)管理系統(tǒng)時(shí)， 必須按照各個(gè)供應(yīng)廠商的各個(gè)機(jī)種開發(fā)特定的接口， 例如，利 用C語(yǔ)言DLL（動(dòng)態(tài)鏈路數(shù)據(jù)庫(kù)）連接的DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換）服務(wù)器或者利用FTP（文件傳送協(xié)定）的文本等設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。如由4種控制設(shè)備和與其連接的監(jiān)視、趨勢(shì)圖以及表報(bào) 3 種應(yīng)用程序所構(gòu)成的系統(tǒng)時(shí)， 必須花費(fèi)大量時(shí)間去開發(fā)分 別對(duì)應(yīng)設(shè)備A, B, C, D的監(jiān)視，趨勢(shì)圖以及表報(bào)應(yīng)用程序的接口軟件共計(jì)要用 12種驅(qū)動(dòng)器。同時(shí)由于系統(tǒng)中共存各種各樣的驅(qū)動(dòng)器，也使維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境的穩(wěn)定性和信賴性更加困難。而OPC是為了不同供應(yīng)廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化,使其間的數(shù)據(jù)交換更加簡(jiǎn)單化的目的而提

11、出的。 作為結(jié)果，從而可以向用戶提供 不依靠于特定開發(fā)語(yǔ)言和開發(fā)環(huán)境的可以自由組合使用的過(guò)程控制軟件組件產(chǎn) 品。利用OPC的系統(tǒng)，是由按照應(yīng)用程序（客戶程序）的要求提供數(shù)據(jù)采集服務(wù)的OPC服務(wù)器，使用OPC服務(wù)器所必需的OPC接口，以及接受服務(wù)的OPC應(yīng)用 程序所構(gòu)成。OPCK務(wù)器是按照各個(gè)供應(yīng)廠商的硬件所開發(fā)的，使之可以吸收各 個(gè)供應(yīng)廠商硬件和系統(tǒng)的差異， 從而實(shí)現(xiàn)不依存于硬件的系統(tǒng)構(gòu)成。 同時(shí)利用一 種叫做 Variant 的數(shù)據(jù)類型， 可以不依存于硬件中固有數(shù)據(jù)類型， 按照應(yīng)用程序 的要求提供數(shù)據(jù)格式。利用OPC使接口標(biāo)準(zhǔn)化可以不依存于各設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及它的供應(yīng)廠商來(lái)選用監(jiān)視，趨勢(shì)圖以及

12、表報(bào)應(yīng)用程序。為什么開發(fā)自主 OPC Server和OPC Gateway 1、國(guó)外原廠商的高價(jià)格 2、國(guó)外原廠商面對(duì)項(xiàng)目的不靈活性 3、國(guó)內(nèi)項(xiàng)目中子系統(tǒng)的多樣性難以提供 DRIVER 4、自主OPC服務(wù)器追求的是穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、迅速。5、眾多子系統(tǒng)的不規(guī)范性 6、總包項(xiàng)目在投標(biāo)前后可能出現(xiàn)的不一致性 7、價(jià)格昂貴的原廠平臺(tái)服務(wù)器軟件 8、總包商集成是否投入大量的人力開發(fā) 9、平臺(tái)和子系統(tǒng)的兼容性 10、建立了 OPC平臺(tái)和子系統(tǒng)的互通11、解決廠商和集成商在項(xiàng)目集成的煩惱12、解決廠商和集成商分散資源進(jìn)行二次開發(fā)13、解決項(xiàng)目中子系統(tǒng)廠商的困擾14、為上下位的數(shù)據(jù)通訊提供透明的通道1示例系統(tǒng)的體

13、系結(jié)構(gòu)圖0本例中以O(shè)PC為例在上位機(jī)上插入CP5611PLC為 S7-300C.CPU313C-2DP(6ES7313-6CE00-0AB二者通過(guò) PROFIBUS總線相連。2 軟件版本描述 需要軟件 SIMATIC NETV6.0 SP4PBSOFTNET-S7 3組態(tài)3.1 在PC機(jī)上安裝SIMATIC NET V6.0 PC NCM后，打開NCM組態(tài)一個(gè)PCSTATION圖1插入一個(gè)PC STATION以上為例，把站名改為OPC雙擊CONFIGURATION入組態(tài)畫面，如圖2圖2在第一槽插入 OPC SERVE在第四槽中插入CP5611注意相應(yīng)的版本號(hào)如本例中安裝 V6.0 SP4插入O

14、PCSERVEF和CP 5611時(shí)，選擇SW V6.0 SP4存盤編譯后，在 OP TION菜單下選擇 Con figureNetwork單擊OPCSERVE后，出來(lái)連接表，雙擊其中一格，建立S7-CONNECTION如圖3圖3連接的站選擇UNSPECIFIED點(diǎn)擊APPLY進(jìn)入詳細(xì)組態(tài)畫面圖4填入S7-300C的站號(hào)如6號(hào)站，點(diǎn)擊Address Details 組態(tài)CPU的槽號(hào)。S7-300PLC CPU槽號(hào)為2，S7-400CPU依據(jù)組態(tài)而定，如果連接通訊模塊如CP342-5CP443-5在這里也必須填上 CPU勺槽號(hào)。編譯存盤，準(zhǔn)備下載。3.2組態(tài)虛擬PCSTATION編譯存盤后，配置虛

15、擬 PCSTATION于實(shí)際配置一樣在第一行添加APPLICATION圖6 進(jìn)入虛擬PC STATIONS面 圖7第一行添加 OPCSERVEBNDEX表示行數(shù)NAME任意。進(jìn)入配置網(wǎng)卡界面 圖8圖9選擇CP5611的模式為CONFIGUREDODBNDEX為4 （行數(shù)）配置完后退出。使能OPCS7協(xié)議。圖10圖11進(jìn)入STATIONNAME為OPC與配置一樣。 圖12圖13 在控制面板中設(shè)置 PG/PCINTERFAC為 S7ONLINE指向 PCINTERNAL CP_L2j指向CP5611（PROFIBUSF載PC配置信息到虛擬PC站中 圖14確認(rèn)配置無(wú)誤 圖153.3 測(cè)試實(shí)際連線狀態(tài)

16、，在 SIMATIC NET CONFIGURATION CONSOLE基于PLC的DCS空制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展， 各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)更加關(guān)注， 各地陸續(xù)新建了一大批污水處理廠。 這些新建的污水處理廠根據(jù)自身特點(diǎn)， 對(duì)控制系統(tǒng)的性能和價(jià)格提出了新的要求。重慶市奉節(jié)污水處理廠采用 CASSX藝對(duì)生活污水進(jìn)行處理，日處理量為 3萬(wàn)噸。其DCS系統(tǒng)以高性價(jià)比的PLC為控制單元，采用商用計(jì)算機(jī)為監(jiān)控站。整 個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的情況下，有效降低了系統(tǒng)成本，從 2004 年投產(chǎn)至今 運(yùn)行情況良好。1 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介污水處理是一種連續(xù)的生化反應(yīng)過(guò)程，有氧化溝工藝、AO SB

17、R CASS等眾多不同的處理工藝。奉節(jié)污水處理廠所采用的污水處理工藝為新型改良 CASS（ Cyclic Activated Sludge System ，循環(huán)式活性污泥法）工藝，屬于改進(jìn)型SBR工藝的一種，由格柵井、CASS池、鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、儲(chǔ)泥池、脫水機(jī)房、 接觸消毒池組成。該工藝具有以下特點(diǎn)：可升降的潷水器最大限度降低了排水水流對(duì)底部沉淀污泥擾動(dòng)。抗沖擊力強(qiáng)，對(duì)難降解有機(jī)物的去除效率高，同時(shí)具有脫氮除磷功能。3）工藝流程短，占地面積小，建設(shè)費(fèi)用低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省。4）5）管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，出水水質(zhì)好，無(wú)異味。 污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，不發(fā)生污泥膨脹。2 DCS控制系統(tǒng)選型及硬件配置

18、2.1 DCS系統(tǒng)的選型重慶市奉節(jié)口前污水處理廠為三峽庫(kù)區(qū)國(guó)債項(xiàng)目建設(shè)的第一批污水處理廠， 根據(jù)實(shí)際的工藝要求及建設(shè)特點(diǎn)，該項(xiàng)目對(duì)控制系統(tǒng)提出了如下要求：1）受控設(shè)備控制點(diǎn)數(shù)在 800 點(diǎn)內(nèi)?？刂乒に囕^為復(fù)雜，但是我們所需要的算法并不復(fù)雜，基本以時(shí)間控制和位式控制為主。（2）控制系統(tǒng)須成熟可靠，便于調(diào)試和維護(hù)。3）考慮到會(huì)有第三方產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)通訊及其協(xié)議須具備開放性和標(biāo)準(zhǔn)性。4）測(cè)量設(shè)備和受控設(shè)備均為傳統(tǒng)設(shè)備，基本不帶現(xiàn)場(chǎng)總線通訊能力，所以輸入、輸出控制還是以傳統(tǒng)的I/0點(diǎn)為基礎(chǔ)。5）作為國(guó)債投資項(xiàng)目，盡可能在滿足要求的前提下降低造價(jià)。經(jīng)過(guò)比較，該廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用以 PLC為基礎(chǔ)的DCS空

19、制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在滿足生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上其性能和價(jià)格上取得了很好的平衡。2. 2基于PLC的DCS系統(tǒng)傳統(tǒng)DCS是針對(duì)流程工業(yè)的儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，主要功能是實(shí)現(xiàn)連續(xù) 物理量的監(jiān)視與調(diào)節(jié)。PLC是針對(duì)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)而發(fā)展起來(lái)的，主要功 能是實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的邏輯控制。一般來(lái)說(shuō)，PLC是一種局部的控制器，但隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大以及工業(yè)以太 網(wǎng)的出現(xiàn)，多臺(tái)PLC能夠互連起來(lái)而形成的較大控制系統(tǒng)。 與單個(gè)的PLC相比有 幾點(diǎn)重大的改變：(1)在網(wǎng)絡(luò)上掛接了在線的通用計(jì)算機(jī)，其作用一是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)、編程和下裝，二是在線監(jiān)視被控過(guò)程的狀態(tài)。 這樣，一個(gè)具有現(xiàn)場(chǎng)控制層和協(xié)調(diào)控制 層的DCS雛形就出現(xiàn)了。(2

20、)在PLC中增加了模擬量I /0接口和數(shù)值計(jì)算功能，這樣，PLC就不僅 可以完成邏輯控制，也可以完成模擬量監(jiān)測(cè)及控制和混合控制的功能。(3)越來(lái)越多的PLC廠家把專用的網(wǎng)絡(luò)改成為通用的網(wǎng)絡(luò)，這樣就使PLC有條件和其它各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)集成，以組成大型的控制系統(tǒng)。上述幾點(diǎn)改變使得PLC組成的系統(tǒng)具備了 DCS的形態(tài)。由于PLC產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)多年，其 I 0接口、編程方法、網(wǎng)絡(luò)通信都趨于標(biāo)準(zhǔn)化和適應(yīng)開放系統(tǒng) 的要求，同時(shí)通過(guò)擴(kuò)展能夠增加現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能。加上 PLC在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì), 使得PLC在分布式控制系統(tǒng)領(lǐng)域有著很重要的地位，在很多應(yīng)用領(lǐng)域具有相當(dāng)大 的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。2. 3奉節(jié)污水處理廠

21、DCS系統(tǒng)配置及構(gòu)成DCS 空制系統(tǒng)以工業(yè)以太網(wǎng)這種開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，由三個(gè)下位控制 站PLC0 PLC1 PLC2站, 1個(gè)上位工程師站、1個(gè)上位操作員站組成。其拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)如圖 1 所示。1' RS233m ：樓扼屛撫用頂嵌托輒帕曲ft R ! I-F-H I卜* hll + lrii Fri l-h-H-IIH-iriri h-ri I lid hhl-l-hiri h-l li-h-rl hamiri-l-hi I h#hrrfeilO/I'Oni E,i h*ThirTrtci 忡 MAh1-4SCAS5 rtk* 州、«尿抱甞Jffi i «

22、竹口ID內(nèi)4俱JttP «毀舶扌卜辛靜PLC0控制站安裝在中央管理中心的大屏幕馬塞克模擬顯示屏內(nèi),將生產(chǎn)的1 號(hào) CASS以太網(wǎng)采集各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)并用 RS232的通訊方式與馬賽克屏通訊,整個(gè)流程以及設(shè)備狀態(tài)顯示出來(lái)。PLC1安裝在變配電所，負(fù)責(zé)控制格柵井、污水提升泵、沉砂池、池、2號(hào)CASS也、3號(hào)CASS池、鼓風(fēng)機(jī)房、儲(chǔ)泥池及流量井流量檢測(cè)、 毒池的部分檢測(cè)控制、配電室的部分電力參數(shù)監(jiān)測(cè)。P LC2安裝于加藥間。用于控制加藥間的電磁閥、攪拌器、隔膜泵在內(nèi)的全套加藥設(shè)備。中央管理中心的兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用 DELL公司的OptiPlex系列臺(tái)式機(jī)。OptiPlex系列臺(tái)式機(jī)定位于初

23、級(jí)服務(wù)器應(yīng)用，在高性能的前提下其專門設(shè)計(jì)的鋼絲屏蔽層結(jié)構(gòu)以及散熱系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的高可靠性和穩(wěn)定性。所采用的監(jiān)控軟 件是基于微軟的 Windows 2000平臺(tái)的，商用機(jī)對(duì)操作系統(tǒng)的兼容性比工控機(jī)略好。該廠整個(gè)控制的系統(tǒng)信息交換層和控制層兩層合一。采用先進(jìn)的工業(yè)以太 網(wǎng)，具有高速可靠的特點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)是以傳統(tǒng)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)， 針對(duì)工業(yè)控制的 要求，改良后的一種信息及控制網(wǎng)，具有一網(wǎng)到底和降低網(wǎng)絡(luò)造價(jià)的特點(diǎn)。3自控系統(tǒng)功能3. 1監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件采用開物2000軟件，開物2000為北京華富慧通開發(fā)的一款通用監(jiān)控軟件，該軟件對(duì) OPCS訊方式支持較好。OPC （OLEfor ProcessContro

24、1 ）是 基于 C0( ComponentObject Model 和 DCOM( Distributed Component ObjectModel技術(shù)的面向?qū)ο筌浖f(xié)議。OPC為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、自動(dòng)控制應(yīng)用軟件和企業(yè)管理應(yīng)用軟件之間提供了開放、 一致的接口規(guī)范， 為來(lái)自不同供應(yīng)商的軟、 硬件 提供“即插即用”的連接。本系統(tǒng)的監(jiān)控軟件和DCS硬件之間的通訊協(xié)議采用OPC方式，ROCKWELLRSLINX軟件為OPC SEVE端而監(jiān)控軟件作為 OPC CLIENTS取數(shù)據(jù)，采用該方式通訊避免了監(jiān)控軟件對(duì)DCS系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序支持不完善的情況發(fā)生。32 控制方式 X為便于操作調(diào)試和事故的緊急處理，系統(tǒng)控制

25、方式分為三種：（1）就地手動(dòng)方式。即通過(guò)就地控制箱或 MCCh的按扭、開關(guān)操縱設(shè)備。2）遙控方式。通過(guò)中央管理中心的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在手動(dòng)模式下控制設(shè)備。3）自動(dòng)方式。系統(tǒng)根據(jù)工況自動(dòng)完成設(shè)備的啟停、調(diào)節(jié)控制。遙控和就地控制方式的切換由 MCC巨或就地控制箱完成；自動(dòng)方式和遙控方式的切換由兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)完成。33 監(jiān)控功能兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別作為操作站和工程師站相互備用， 設(shè)置于中央管理中心， 對(duì) 全廠工藝設(shè)備運(yùn)行狀況、 運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控， 遙控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 監(jiān)控計(jì)算機(jī)通 過(guò)集成的1000M網(wǎng)卡與PLC系統(tǒng)經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主要功能：1）工藝流程監(jiān)控功能。系統(tǒng)能按工藝要求對(duì)污水處理的各環(huán)節(jié)參數(shù)及

26、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)根據(jù)工藝要求選擇自動(dòng)、順序、定時(shí)等控制方式。2）報(bào)警及報(bào)警記錄功能。當(dāng)設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)將在計(jì)算機(jī)、馬賽克大屏幕、就地控制箱上進(jìn)行報(bào)警指示。 同時(shí)計(jì)算機(jī)將對(duì)所發(fā)生的報(bào)警內(nèi)容、 時(shí)間 及確認(rèn)時(shí)間進(jìn)行記錄。在計(jì)算機(jī)上還可進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。3）聯(lián)鎖保護(hù)功能。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到局部故障后啟動(dòng)相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)程序。4）參數(shù)設(shè)定功能?？稍谥醒牍芾碇行牡娜魏我慌_(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)控制站的人機(jī)界面上進(jìn)行報(bào)警上下限、調(diào)節(jié)參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)的設(shè)定。5）數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)功能。系統(tǒng)可對(duì)重要數(shù)據(jù)如工藝參數(shù)、工況、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間等進(jìn)行記錄儲(chǔ)存，以備調(diào)用。6）操作記錄功能。系統(tǒng)自動(dòng)保存重要操作記錄，如改動(dòng)參數(shù)，操作設(shè)

27、備的操作員代號(hào)、時(shí)間、內(nèi)容等。7）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線。對(duì)重要工藝參數(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線顯示，并記錄歷史數(shù)據(jù)曲線。8）多級(jí)口令保護(hù)功能。在中央管理中心的任何一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可設(shè)定不同操作權(quán)限， 只有相應(yīng)操作權(quán)限的操作員， 在輸入正確的口令后才可訪問(wèn)該級(jí) 畫面。9）打印功能。可進(jìn)行報(bào)表打印、曲線打印、圖形打印。4 工程效果該工程于 2003年 5月份開始實(shí)施，2004年 4月份設(shè)備移交廠方運(yùn)行， 其 DCS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠無(wú)損壞情況。 系統(tǒng)投入使用后， 操作人員在中央管理中心就能 夠全面了解整個(gè)工廠的運(yùn)行情，DCS系統(tǒng)對(duì)泵及潷水器等主要設(shè)備能夠根據(jù)預(yù)先 設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。 整個(gè)系統(tǒng)只

28、需中央管理中心操作人員就能夠保證系 統(tǒng)的正常運(yùn)行， 大大降低了值班員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 該系統(tǒng)的投運(yùn)解決了以往污水處 理廠自動(dòng)化程度低， 所有設(shè)備均需手動(dòng)操作， 值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、 操作易出錯(cuò)， 出水水質(zhì)不穩(wěn)定、 生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法集中監(jiān)控的問(wèn)題。 該廠作為三峽庫(kù)區(qū)第一批興建 的污水處理廠， 對(duì)三峽庫(kù)區(qū)水質(zhì)的保護(hù)起到了積極的作用。 各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)多次對(duì) 該廠進(jìn)行視察和工作指導(dǎo)， 對(duì)該廠的生產(chǎn)以及工藝水平給予了良好的評(píng)價(jià)， 取得 了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。5 結(jié)語(yǔ)PLC作為成熟的控制器其編程語(yǔ)言及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一性，便于控制系統(tǒng)的 調(diào)試及維護(hù)。雖然PLC控制算法相對(duì)單一，但是卻很好的滿足了污水生產(chǎn)工藝的

29、要求，在避免功能浪費(fèi)的同時(shí)降低了系統(tǒng)造價(jià)。 采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)， 保證了通 訊網(wǎng)絡(luò)良好的兼容性和穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了通訊的高速化。以PLC為基礎(chǔ)采用工 業(yè)以太網(wǎng)搭建的DCS空制系統(tǒng)，在污水處理廠的自動(dòng)化控制中具有成熟可靠， 既 滿足生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)也降低了工程造價(jià)，具有很好的應(yīng)用前景。在VC環(huán)境中使用定制接口開發(fā) OPC客戶應(yīng)用程序，下面是程序?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵步驟。4.1包含OPC頭文件開發(fā)OPC客戶應(yīng)用程序，除了需要OPC接口外，還需要在程序中包含 OPC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文件，可以從OPC基金會(huì)網(wǎng)站(網(wǎng)址:)下載這些文件：#include "opcda_i.c " OPC 數(shù)據(jù)存取接口#

30、include "opcda.h " OPC 數(shù)據(jù)存取 2.0 頭文件#include "opccomn_i.c " OPC 公共接口定義#include "opccomn.h " OPC 公共頭文件4.2初始化COM支持庫(kù)由于OPC是基于COM技術(shù)制定，所以在使用接口類之前必須首先使用Colnitialize(NULL)函數(shù)初始化COM庫(kù)，如果成功，函數(shù)返回值等于 S_ OK 4.3 連接 opc 服務(wù)器OPC客戶能夠連接到OPC!務(wù)器上，并建立OPC組和OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)，這是OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有這個(gè)機(jī)制， 數(shù)據(jù)訪問(wèn)的其它機(jī)能

31、不可能實(shí)現(xiàn) 4 。連接 OPC服務(wù)器，OPC客戶需要事先指定計(jì)算機(jī)名(如果OPC服務(wù)器和OPC客戶不在同一 臺(tái)計(jì)算機(jī)上)和OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)器名(RSI.RSView32OPCTagServer)。實(shí)現(xiàn)代碼 如下：ConnectToServer(/*in */LPOLESTR ProgID,/*in*/ BOOL IsRemote,/*out */IUnknown *ppUnknown)CLSID OPCCLSID;HRESULT hRet=CLSIDFromProgID(ProgID,&OPCCLSID);/ 將字符串 ProgID 轉(zhuǎn)換為唯一 OPCCLSID if(IsRemot

32、e) /opc 服務(wù)器和 opc 客戶不在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上COSERVERINFO ServerInfo;memset(&ServerInfo,0,sizeof(ServerInfo);ServerInfo.pwszName=T2OLE( "ServerComouter ");MULTI_QI qi1;memset(qi, 0, sizeof(qi);qi0.pIID=&IID_IUnknown;HRESULT hRet=CoCreateInstanceEx(OPCCLSID,NULL,CLSCTX_REMOTE_SERVER, &ServerInfo

33、,1,qi);*ppUnknown=qi0.pItf;else /opc 服務(wù)器和 opc 客戶在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上hRet=CoCreateInstance(OPCCLSID,NULL,CLSCTX_LOCAL_SERVER,IID_IUnknown, (void *)ppUnknown);4.4創(chuàng)建OPC組lOPCServer接口的AddGroup()方法可以創(chuàng)建一個(gè)有指定名稱和屬性的OPC組。在調(diào)用該方法之前，可以使用上一步得到的 Iunknown 接口 指 針，通過(guò)Querylnterface() 方法請(qǐng)求 lOPCServer 接口指針。代碼如下 : ppUnknown-> Querylnterface(llD_lOPCServer,(void *)&pServer);/得到IOPCServer接口指針pServer->AddGroup(LII",TRUE,500,1235,&lTimeBias,&fTemp,