基于OPC技术的烟草薄片生产线整机控制系统通讯网络的设计与实现

郑庆元　徐晓伟　李亚

摘要：基于OPC技术，以模拟信号在QCS系统、DCS系统、工控网间交互为例，详细说明了关键设置步骤，为多系统间通讯提供了一种方法，经应用证明，实时性好、经济可靠。

关键词：OPC;QCS;DNA;DCS;PCS7;跨网通讯

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0013-02

0 引言

随着生产过程复杂性的迅速提高，要求集控系统具备更高的综合性能，保障大量、实时、可靠、有效的数据传输。但由于在烟草薄片生产线上广泛应用的DCS、QCS、FCS、SCADA等系统来自于不同的生产商，而各生产商之间的通信需要重新購买授权，否则只能形成“自动化孤岛”，从而影响了系统的在线质量管理水平，难以实现信息交互和互联操作。

1 OPC技术简介

OPC（OLE for Process Control，用于过程控制的OLE）是一个工业标准，提供了统一的数据访问软硬件接口，用于过程控制和制造业自动化系统。

在OPC模式中采用了多种关键技术规范，主要有COM/DCOM技术和DA规范等。

根据OPC规范及其原理，利用开发语言设计了一个用于再造烟叶生产线DCS系统多规约OPC通讯网关。

2 再造烟叶生产线工艺简介

在再造烟叶生产中，碎烟末、碎烟片、烟梗等通过三级逆流提取，实现固液分离，固体部分即烟草纤维添加天然长纤后进入纸机抄造形成片基，液体部分经过萃取调配形成涂布液，片基涂布干燥后形成成品，分切打包后即可销售。

3 在再造烟叶生产线控制系统中的应用

3.1 系统总体架构

在工控网中配置两台IBM双网卡服务器，一台用于数据采集，一台作为应用和数据库服务器。生产现场多台客户机及各工段PLC设备用于执行生产任务及生产过程监控。对现有各系统统一规划各个生产段IP，全部组入同一段网络，包括原料预处理工段、风送除尘工段、水提取工段、浓缩工段、涂布液调配工段、完成工段、试验线原料预处理与醇提取工段、大线DCS控制室等8个部分。涉及到的系统软件有西门子的STEP7、PCS7、Starter、Wincc等。

3.2 组态编程设计

通过查阅资料，尝试通过建立OPC站连通数据流或系统跨接的办法实现数据连通，方案实施如下：

生产车间DCS控制系统通过底层逻辑控制程序读取终端传感器采集点的数据经过加工处理后存入相应的DB块。一般情况下，终端传感器都具备RS232/485串口或以太网（TCP/IP 和UDP）端口。

由OPC Client采集程序采用OPC协议采集相应DB块的工艺参数数据保存到双网卡的关系型数据库;在关系型数据库表TECH_DATAITEMS中配置工艺参数信息如图1所示。

通过OPC Client采集器采集相应工艺参数DB块数据存入关系型数据表TAGS_REALTIMEVAL。通过综合管理信息平台数据采集器实时将采集数据传送至综合管理信息平台数据库。综合管理信息平台自动根据数据变化以增量同步数据的方式将工艺参数数据抽取至综合管理信息平台，数据存放分区表T_PMS_DATAITEM，如图2所示。

综合管理信息平台实时接收数据进行统计分析并分区存储归档。通过综合管理信息平台采取分区表的方式存储工艺参数归档数据及SPC统计分析、展示等，如图3所示，成功实现数据交互。

4 结语

本方案在实际应用中实现了多系统之间到工控网间的数据通讯联系，成功完成了生产工控网络间重要工艺点的连通采集工作，模拟量信号传输效果良好，免去了系统之间高额的授权费用经济可靠、实时性高，为过程质量数据分析提供了保障。

参考文献

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