OPC在自动定量装车系统中的应用

朱方红

(中国天辰工程有限公司,天津 300400)



OPC在自动定量装车系统中的应用

朱方红

(中国天辰工程有限公司,天津 300400)

稿件收到日期： 2015-06-23，修改稿收到日期： 2015-08-26。

摘要：自动定量装车系统通常会在控制室设置1套独立的监控系统以便于远程管理，该方案需要设置独立的操作站及专业的管理软件，增加了企业的投资和运营成本。针对某项目罐区装车系统的特点，通过OPC接口将装车系统现场的数据接入罐区DCS，无需在控制室单独设置独立的监控系统，优化了定量装车系统。结果表明： 该设计实现了对整个装车系统的监控管理，有效降低了成本，同时也有利于工厂的集中管理。

关键词：自动定量装车系统优化设计以太网控制室

1概述

自动定量装车系统的典型配置： 现场包括质量流量计、两段式开关球阀、防溢流报警器、防静电接地报警器和定量控制仪；在控制室设有独立的上位监控管理系统，包括工作站、打印机及相应的装车管理软件等。操作人员既可以通过定量控制仪在现场就地操作，也可以在控制室进行集中监控管理。

某项目罐区有7个装车栈台，每个栈台通过1个定量控制仪进行装车操作。定量控制仪预留有Modbus-RS-485的通信接口。利用此接口，通过串口联网服务器，把现场装车流程的信息接入罐区的以太网，罐区的操作站通过OPC接口读取定量控制仪上的信息，从而实现对整个装车系统的监控管理，不需要在控制室设置单独的装车监控管理系统。此优化设计不仅可以减少项目的固定投资，也可以降低工厂运营期间的成本，更有利于工厂的集中管理。

2系统架构和调试

2.1系统架构

定量控制仪通过RS-485通信电缆接入串口联网服务器的COM1口，为了提高数据传输的安全性和可靠性，该项目采用并联方式接入。所选择的串口联网服务器的接口是DB9针的，故RS-485的Data+(B)接DB9的第3针, Data-(A)接DB9的第4针。串口联网服务器与RS总线的接线方式见表1所列。

表1　串口联网服务器与RS总线的接线方式

续　表1

由于装车栈台与罐区机柜间的距离较远，串口联网服务器发出的电信号需要先通过光电转换器转换为光信号，再接至罐区机柜间内的以太网交换机。

罐区的操作站设有OPC服务器，该项目采用的OPC软件为KepServerEX，上位监控软件通过OPC接口读写现场装车定量控制仪上的信息,具体的系统架构如图1所示。

2.2系统调试

1)配置串口联网服务器的端口参数、波特率、IP地址、选择通信协议(此处选择Modbus Serial，即Modbus RTU驱动)、现场定量控制仪的寄存器地址等。

2) 将串口联网服务器的COM1口和COM3口短接，在罐区操作站上通过Modbus测试软件测试是否可以正常接收和发送数据，以此判断串口联网服务器是否可以正常工作。

3) 将KepServerEX软件组态为OPC Server，运行后，通过DCS组态软件测试是否可以读取OPC Server上的数据。

4) 将串口联网服务器的COM1口与COM3口断开，并将COM1口连接至装车定量控制仪的RS-485总线上。

5) 通过KepServerEX软件逐台测试装车定量控制仪。

图1　自动定量装车系统架构示意

2.3注意事项

1) 上位机的IP地址需与串口联网服务器的IP地址在同一网段中。

2) Modbus协议中模拟量的寄存器地址段是4xxxxx(十进制)，而开关量的寄存器地址段是1xxxxx(十进制)，应注意根据变量类型选择合适的地址段。

3) 单精度型和长整型变量的长度(如流量参数)是2个字，共32位。对于16位的寄存器(该项目中定量控制仪的寄存器长度为16位)，单精度型和长整型需要占2个寄存器，分别存放高位字和低位字。OPC服务器中此类变量的地址应设置成高位字寄存器的地址，否则读到的数据不正确。

4) RS-485采用差模传输，2线传输时其中的1条定义为正，另外1条定义为负，接线必须严格一一对应，不能接反。如果多台定量控制仪中有部分的通信是正常的，但是某些定量控制仪的数据无法读取，很可能是其相应的RS-485通信电缆接线有误。

3结束语

系统运行表明，罐区操作站通过OPC接口可以实时读取装车定量控制仪上的信息，操作管理人员通过1台操作站即可对整个罐区的流程包括装车过程进行有效的监视，也可以通过对定量控制仪写入变量实现对装车过程的有效控制。比如通过设置预装量即可设置装车量，通过设置密码和装车单号可以管理装车流程等，利用DCS的打印机可以打印装车过程中的各类报表等。由于不需要在控制室设置单独的装车监控管理系统，有效减少了装车设备的固定投资，也减少了工厂的运营成本和维护成本。同时，整个罐区的操作管理集中在1台操作站上，便于管理。因此，对传统的技术方案进行优化，可以有效地减少成本，提升效率。

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中图分类号：TP273

文献标志码：B

文章编号：1007-7324(2015)05-0082-02

作者简介：朱方红(1983—)，男，湖南双峰人，2009年毕业于北京化工大学控制理论与控制工程专业，获硕士学位，现就职于中国天辰工程有限公司，从事化工自动化的设计工作，任工程师。