风电机组监控系统软件中的OPC技术的应用研究

2018-02-04王骞王博

智能城市 2018年11期

王骞王博

白银风电有限公司，甘肃兰州 730070

OPC技术在现代工业中有着广泛应用，通过对其进行合理应用，可以使生产变得更加简单，并且能够促进行业的发展。例如，OPC技术在风电机组监控系统软件中的应用就不会出现错误。在对实际应用过程中，为了使OPC技术的作用能够得到充分发挥，应当从实际出发，做好相应的分析工作。

1 OPC技术的简介

1.1 OPC的变化历程

OLE for Process Control的缩写就是OPC，OPC的产生为Windows系统和控制现场过程的应用创立了纽带。以前，为了达到获取现场设备信息数据的目的，各个应用程序的开发人员都得写特殊的接口函数。由于各种各样的现场设备，并且软件商品的连续进级，通常会给使用者和软件开发者带来很多工作上的麻烦。即使这样在工作中的需求往往不能让使用者满意，系统的使用者和开发者急迫的需求一个设备驱动程序，它具有卓效性、牢靠性、灵通性、可以互用性的特点。在这样的状况中，OPC标准为了满足人们的需要而诞生。以微软公司OLE技术为基本，OPC标准才得以出现，经过供给一种标准的OLE/COM接口实现才能完成OPC的制作，OLE技术运用在OPC技术中，它可以让很多台微机之间互换文件、图像等。

1.2 OPC技术的应用

通过对OPC技术应用，可以使通信连接变得更加轻巧、简单，并且应用变得更加容易，同时也提供了一种软件总线形式。在作业现场各项设备中的OPC服务器的功能与I/O驱动程序相似，其在应用过程中的作用，是与数据供应方现场设备完成相应的通信，从而使数据供应方的数据，利用标准接口，“展示”给使用方[1]。标准接口是确保互操作性的重点，通过对其进行应用，使OPC客户能“对话”多个OPC服务器，减少了开发程序，在确保满足使用需求的基础上，提高了经济效益。

2 风电机组中监控软件的具体实现

2.1 开发OPC服务器

通常来说，一个设备的OPC服务由标准接口实现和硬件设备通信模块两者共同构成。开发OPC服务器可以通过下列两种方式进行：（1）源码级开发。（2）利用一些厂商提供的快速工具完成相应的开发工作。

在具体开发过程中，采用OPC工具，虽然会导致开发过程中的灵活性有所下降，但是通过该方式完成相应的开发工作，实现了标准接口，因此在应用过程中，用户能够实现和设备的部分通信即可，这大幅度缩短了开发所需时间。

2.2 客户端的具体实现

2.2.1 具有的功能

通过对系统进行分析，最终确定人机界面在实际应用过程中，应当具有以下几项功能：

显示和查询控制系统在应用过程中，控制风电机组的数据、运行状态、故障状态信息。

设置系统在运行期间，控制风力发电组在运行过程中的具体参数。

实现人工起/停、偏航、复位等各项调试操作，完成风电机组运行的合理控制，避免安全事故的发生，确保其运行的稳定性。

2.2.2 开发基本功能

OPC客户端是一种可视化、面向对象和采用事件驱动方式结构化的一种设计语言。除此之外，为了确保监控软件界面在实际显示过程中更加生动直观，在具体开过程中，应当对一些现场的仪器仪表等进行再次开发，适当添加OPC特性支持，利用配置控件属性，将获取的OPC服务器上的数据，合理地映射到相应的空间数据接口上，最终形成图形。这样不仅方便应用，而且便于后期采取相应的方式对图形的实际情况进行适当整改。

2.2.3 模拟量的登录与退出

登录模块。登录模块的具体操作内容如下：①依据OPC技术的实际规范，分组需要显示的数据，并且应当在该基础上，同激活的OPC服务器进行联系。②启动OPC服务器时钟（时钟）。③显示登录成功。

退出。退出模块的具体操作内容如下：①适当释放OPC组内的具体内容，同时经将OPC组清除。②关闭时钟。

2.3 开发特殊功能

风电场在未来一段时间将会朝着无人值守方向发展。风电机组在运行过程中，如果因为各种原因，导致机组运行过程中出现了故障，再对出现的故障进行科学分析和追忆。在软件设计过程中，为了确保完成对故障的合理分析，确保生产工作的顺利进行，开裂故障自动录波信息获取，以及具有查询功能的模块。该模块在实际应用过程中，可以完成对主控控制器中相应组件的调用，通过该方式，从风机主控控制器中自动获取相应的故障日志，以及相应的故障滤波数据，并且对获取到的数据信息进行保存，从而实现对出现的具体故障的查看，同时完成相应的分析工作。除此之外，通过对配置文件自动化设备规范的端口号和网络地址，从而适应不同的件自动化设备规范。在实际操作过程中，“获取信息准备”模块在运行过程中的操作如下：（1）通过合理的方式对配置文件进行合理调用，获取系统中组件在实际通讯过程中需要的各项信息内容，从而确保组件运行的合理性。（2）启动滤波信息标示时钟，完成相应监控作业。

3 OPC技术对工业控制系统的影响

3.1 设备驱动程序开辟中异构的难点得以解决

OPC的使用，使设备驱动程序开辟中异构的难点得以解决。伴随着持续发达的IT技术，陆续提升的用户需要，以集散控制系统为主导的工业控制系统性能越来越多，构造也越来越复杂，范围也日益扩大。一个工业的控制系统一般都是采用了一家乃至很多家有差异单位的控制设备或者系统集成才能形成一套大的系统，但是由于没有一个统一的规范准则，所以各种设备都得写上相对应的驱动程序，并且，如果系统设备更新、改正的时候，驱动程序也得做出相应的改正。与此同时，能够产生冲突危机的一个重要原因就是，在同一个系统中启动不同公司的控制程序。

3.2 现场总线系统中异构网段之间数据互换问题得以解决

OPC软件的出现，让现场总线系统中异构网段之间数据互换的问题得以解决。现场总线系统中还有很多种总线共同存在的情况，所以目前难点在于系统集成和异构控制网段之内的数据互换。在OPC成为异构网段集成的中间件以后，只需OPC服务器由每个总线段提供出来，任何一个OPC的客户端程序都能经过同样的OPC接口联系到这个OPC服务器，来获得每个总线段的data，而且也能非常轻松地完成异构总线段中间的数据互换。并且，在它们里边其中一个总线的协议版本进行了更新，那么仅对相对的总线的软件进行更新改正即可。

3.3 成为了连接专门数据库的中间件

OPC技术出现后成为了连接专门数据库的中间件。在现实生产的使用中，许多控制软件都使用专门当时的数据库或者是以前用过的数据库，使用的这个数据库都是控制软件的开发者自己研发出来的。对于这样的数据库的使用，它不会像使用普通数据库那么简单，只有通过移用开发者供给的API函数或者别的特别的形式。但是开发者它们提供的API函数也是各不相同的，这样就会产生与硬件驱动器开发同样的难点：只有通过非常麻烦的办法，写出不一样的代码，才能点击不一样监控软件中专门的数据库，但是如果使用了OPC就能够非常轻松地处理这个难点，想要实现用户按照OPC准则的需求写出OPC客户端的程序也不用知道这个专门数据库特殊的接口要求，只需专门的数据库的开发者在提出数据库的时候提出一个专门点击这个数据库的OPC服务器即可。

3.4 方便收集不一样的数据

OPC方便收集不一样的数据，也为方便控制系统向管理系统更新供给了便利。目前，网络化是控制系统成长趋向的一个特点，IT技术是控制系统内部使用的一种技术，巨大的控制系统是通过网络连接着控制系统与控制系统组合而成的，并且，网络连接着全部的控制系统和公司的管理系统，全部公司网中的一个子网就是控制系统。由于OPC发挥着重要的作用，才能更好地完成企业网络。现场设备与监控系统之间、监控系统内部各组件之间、监控系统与企业管理系统之间以及监控系统与因特网之间，组成了企业的信息集成，其中的连接件就是OPC。按一套标准的组件对象模型、方式和特性，给出了便利的信息交流和互换。不管是管理系统还是控制系统，不管是可编程控制器还是分布式控制系统，或许是现场总线控制系统，都能用OPC迅速牢靠的互换双方的信息。也就是说，全部的企业网络数据接口准则就是OPC，因此，OPC升高了企业管理的水准，增加了控制系统的性能，增加了网络的技能。