OPC技术在输气站监控系统中的应用

2012-01-12郭勇李晓骏

石油化工自动化 2012年1期

郭勇，李晓骏

（中国石油化工股份有限公司华北分公司第一采气厂，郑州450042）

塔榆末站输气站位于内蒙古自治区与陕西省交界处，为大牛地气田重要的贸易计量门站，年输气量达2.5×109m3。由于供气需要，于2010年8月开始对塔榆末站站场进行改造，其中对自动化监控系统的重新设计是改造重点。

1 OPC技术介绍

OPC（OLE for Process Control）是以微软公司COM和DCOM技术为基础创建的一种应用于自动化领域的软件接口标准，以及以对象链接与嵌入／组件对象模型（OLE／COM）和分布式组件对象模型（DCOM）机制作为应用程序的通信标准。OLE是一种对象链接与嵌入技术，即使在不同类型信息之间也提供了高度的兼容性；COM是指组件对象模型，它为对象之间的通信提供了统一标准接口；DCOM是指组件对象模型，它是网络间的进程通信的一种接口。通过COM接口，OPC客户程序可以和一个或多个供应商的OPC服务器连接，同时一个服务器也可以和多个客户程序连接，形成多对多的关系。OPC技术基于DCOM，因而客户程序和服务器可以分布在不同的主机上，形成网络化的监控系统。

2 监控系统结构及设计

此次改造新增加1套计量撬，包括4套超声波流量计、5台电动球阀、5台温度变送器、5台压力变送器和5套固定式可燃性气体报警仪，增加1台PC做为工程师工作站，与原操作台PC形成主从模式。

改造采用以现场数据采集为基础的小型站控系统，其规模较小，结构简单。在保证系统稳定性的同时，为了节约成本，缩短开发周期，可以采用RSView 32软件开发工具，借助RSLINX和KEPSEVER OPC服务器的接口，开发满足功能的监控系统。

整套系统的开关量包括可燃性气体报警仪等；模拟量包括管线压力、温度、电动球阀控制。7套超声波流量计分别配有不同型号的流量计算模块。在功能上要求对开关量和模拟量进行检验和监督，并传回监控室中的计算机，达到显示整个输气系统当前的工作状态目的。另外，通过在控制室中监控计算机能够远程控制电动球阀开度并进行调节，还要记录某些关键参数，如压力、温度、流量值、累计流量等，从而形成报表，方便查询。

通过分析选择的PLC作为现场数据采集及控制核心，流量计算模块采集现场计量撬上压力、温度和流量信号。输出的信号通过一个MOXA NPORT转换为以太网信号，与PLC再通过交换机与现场控制室2台PC连接。上位机组态RSView OPC服务器利用RSLINX与PLC系统进行通信。安装KEPSEVER解决与不同型号流量计算模块进行通信的问题。使用RSView32进行组态，开发相应的数据记录、历史查询、报警记录等模块，形成一套安全稳定、功能齐全的监控系统。

3 具体实现

3.1 硬件配置

a）在同一网域中配置PC，PLC，MOXA NPORT，分配独立的IP地址，实现以太网通信。

b）现场仪表温度变送器、压力变送器等采用两线制接入PLC和流量计算模块，超声波流量计采气RS－485接口接入流量计算模块。

c）流量计算模块支持Modbus协议接到MOXA NPORT，由RS－485串口转换为以太网接口。

d）执行机构为电动阀门与接入PLC的模拟输入和模拟输出实现PID开度控制。

3.2 软件配置

3.2.1 RSLINX配置

选择COMMUNICATIONS／CONFIGURE DRIVERS添加Ethernet device，设置Host name为PLC IP，点击RSWHO。如果看到PLC设备，则配置PLC驱动成功。

3.2.2 KEPSEVER配置

a）配置通信参数：channel name，flow calulate Device driver，Modbus Ethernet。

b）配置设备地址：device：Flow1，device model：Modbus，device ID：设地址和request周期。

c）添加标签地址、数据类型、是否可写、扫描周期。

配置正确后，点击工具栏tools／lauch OPC Quick Client，弹出对话框，可以查看OPC Client设备的通信状况，以及标签是否有数值读过来。

大多数OPC Clients和OPC Servers利用DCOM通过网络进行通信。在Windows XP中，经由DCOM的OPC通信是默认关闭的。当使用XP SP2时，重建OPC通信需要一些必要设置，可以参照说明书自行设置，笔者不再赘述。

3.2.3 RSVIEW 32配置及组态开发

RSView32是一种专门用于工业控制系统的组态软件支持OPC协议，可以作为OPC服务器为客户端提供数据，也可以将RSView32设置为客户端，数据源为服务器。

a）工程师站PC RSVIEW 32节点设置，数据源为OPC服务器，服务器名为KEPware.KEPServerEnterprise.V4，本机，KEPSever为OPC服务器，为工程师站PC RSVIEW 32OPC客户端提供数据。

b）操作台PC RSVIEW采用32节点设置，数据源为OPC服务器，服务器名为RSI.RSView32OPCTagServer远程。工程师站PC RSview32作为OPC远程服务器与操作台RSView32OPC客户端连接，通过网络实现标签值（TagValue）的点对点通信，共享图形标签数据，如图1所示。