OPC技術(shù)在海洋平臺控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

吳桂松(天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司， 天津 300452)

當(dāng)前工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠廣泛應(yīng)用，這與工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種儀表儀器、PLC以及DCS系統(tǒng)等都達(dá)成了計(jì)算機(jī)通訊協(xié)議，從而變得簡單友好，然而由于領(lǐng)域內(nèi)存在著不同的廠商，各自的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，導(dǎo)致了某些儀器儀表設(shè)備交換數(shù)據(jù)編寫接口程序比較困難復(fù)雜，影響了應(yīng)用效果。而OPC標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)與應(yīng)用，解決了這方面的難題，使得應(yīng)用變得高效、可靠、互操作性好，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備之間的互聯(lián)以及企業(yè)信息系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備的良好訪問,如果用戶按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以直接忽略集成部件之間的兼容性問題。

1 OPC原理及實(shí)現(xiàn)機(jī)制

微軟分布式組件對象模型COMPDCOMPCOM 是OPC技術(shù)的基礎(chǔ)，而這個(gè)組件對象模型COM是為Windows 系統(tǒng)和應(yīng)用程序提供的可擴(kuò)充的、統(tǒng)一的、面向?qū)ο蟮耐ㄓ崊f(xié)議,同時(shí)將一組API 和一個(gè)二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義,可以通過明確的接口進(jìn)行互相通信，表現(xiàn)在組件與組件、應(yīng)用程序之間和客戶與服務(wù)器之間。OPC 服務(wù)器部分及OPC 客戶應(yīng)用部分是OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)主要組成部分。OPC服務(wù)器是一個(gè)典型的現(xiàn)場數(shù)據(jù)源,它通過收集現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)信息,進(jìn)而再通過OPC 接口傳輸給OPC客戶端。數(shù)據(jù)接收程序是OPC客戶端的主要表現(xiàn)，OPC客戶應(yīng)用通過OPC 標(biāo)準(zhǔn)接口與OPC 服務(wù)器通信,從而獲取OPC 服務(wù)器的數(shù)據(jù)信息。達(dá)到了OPC應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的用戶可以隨時(shí)訪問來自任何不同設(shè)備廠商提供的OPC 服務(wù)器程序。

2 海洋平臺控制系統(tǒng)

本文以渤中19-4油田綜合調(diào)整開發(fā)項(xiàng)目為例，此項(xiàng)目新建一座WHPC平臺，該平臺是一座帶有原油處理、生產(chǎn)污水處理設(shè)施的井口平臺與原有WHPB平臺通過棧橋連接。WHPC平臺控制系統(tǒng)與WHPB平臺控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)平臺之間的連鎖控制，保證油氣安全生產(chǎn)。兩座平臺控制系統(tǒng)之間的連接方式如圖1所示：

兩座平臺采用不同的DCS控制系統(tǒng)，因?yàn)镈CS 系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)采用專門的通訊協(xié)議,容易形成信息孤島。在兩個(gè)系統(tǒng)之間加裝OPC服務(wù)器，OPC服務(wù)器的工作原理圖如圖2所示：

圖2 OPC服務(wù)器工作原理

OPC服務(wù)器由硬件廠商提供，以WHPC平臺提供OPC服務(wù)器為例，當(dāng)WHPC平臺產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號，通過OPC服務(wù)器從WHPC運(yùn)行的DCS系統(tǒng)中取得設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)(火災(zāi)報(bào)警信號)，并與高速控制冗余網(wǎng)絡(luò)相連。在WHPB平臺以O(shè)PC 接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為OPC 客戶端,通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài),把遠(yuǎn)程OPC 服務(wù)器中的數(shù)據(jù)點(diǎn)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)點(diǎn)聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和讀取。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫也提供OPC 接口,即作為一個(gè)OPC服務(wù)器,這樣,監(jiān)控組態(tài)軟件通過OPC 接口訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場設(shè)備組態(tài)圖的形式表示出。OPC 接口技術(shù)的應(yīng)用,使得不同DCS 系統(tǒng)之間的差異被屏蔽,從而不同控制系統(tǒng)之間達(dá)到了互通互聯(lián)。

圖1 控制系統(tǒng)連接圖

3 結(jié)語

將OPC技術(shù)引入海洋平臺控制系統(tǒng)，成功解決了由于通訊協(xié)議不同而導(dǎo)致不同設(shè)備、平臺間無法通訊的問題。使整個(gè)生產(chǎn)過程達(dá)到高度的自動(dòng)化，是海上油氣田正常生產(chǎn)、平穩(wěn)運(yùn)行、保障安全的基本條件和重要保證，實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)。

[1]顧鍵,王京春,黃德先.OPC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化軟件中的應(yīng)用[A].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2002,30(12):207-209.

[2]朱耀春.OPC數(shù)據(jù)存取服務(wù)器的開發(fā)與研究[D].北京:華北電力大學(xué),2003，5.

[3]洪毅.海洋石油工程設(shè)計(jì)指南[M]北京：石油工業(yè)出版社，2007，6.