基于OPC技術(shù)的煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用

張士齊（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 萊蕪 271104）

基于OPC技術(shù)的煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用

張士齊（山東省冶金設(shè)計院股份有限公司，山東 萊蕪 271104）

本文對基于OPC技術(shù)的煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析。

OPC技術(shù)；煤化工生產(chǎn)監(jiān)測；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

本文以某煤礦集團為例，已知該煤礦集團現(xiàn)有10余家煤化工企業(yè)，煤化工基地2處，各個企業(yè)之間地理位置十分分散，并采用多種類的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，導致對各個企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工作十分復雜。近年來，我國煤化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)數(shù)量在不斷擴大與增加，在煤化工企業(yè)中就需要加強對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采集，由集團公司進行統(tǒng)一管理。為了對數(shù)據(jù)進行采集需要根據(jù)原有系統(tǒng)，將各個煤化工企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)進行融合，對其生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時采集和上傳。本文就對各個化工企業(yè)基于OPC技術(shù)的煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用加以分析，加強對生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集工作。

1OPC技術(shù)

OPC技術(shù)，是一種過程控制技術(shù)，為現(xiàn)場過程控制和應(yīng)用程序之間搭建了聯(lián)系的橋梁，根據(jù)傳統(tǒng)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集過程中，主要是對不同生產(chǎn)裝置中的數(shù)據(jù)次啊及系統(tǒng)及生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)進行相互連接，而使不同數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生通信，但這種技術(shù)需要開發(fā)通信接口程序才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的傳輸，花費時間較大，工作效率較低，且勞動強度大。為了更好更便捷的對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和采集，就在企原有系統(tǒng)上采用OPC技術(shù)，這種技術(shù)采用了com通信機制，在Server模式下生產(chǎn)廠家對訪問接口進行統(tǒng)一開發(fā)，并在OPC服務(wù)器上為用戶提供技術(shù)支持。

該公司所采用的是工廠系列自動化軟件平臺，主要是通過工業(yè)設(shè)備和驅(qū)動程序來實現(xiàn)組態(tài)軟件的通信，不同設(shè)備之間其驅(qū)動程序也不盡相同，從而增加了程序開發(fā)成本，在設(shè)備升級過程中會存在系統(tǒng)兼容性的問題。為了對上述問題加以解決，可以采用OPC技術(shù)，該技術(shù)分為服務(wù)器和客戶應(yīng)用這兩個部分，設(shè)備數(shù)據(jù)的收集主要是由服務(wù)器操作來實現(xiàn)的，客戶端接受OPC接口所發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，對于符合標準的客戶單可以訪問不同廠商的服務(wù)器，從而解決了各個生產(chǎn)廠商之間存在的矛盾問題，體現(xiàn)了系統(tǒng)集成性特點，提高了系統(tǒng)的開放性和操作性。

2 基于OPC技術(shù)的煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.1 對原有DCS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改進

某煤化公司下屬有多個廠家，統(tǒng)共含有30多套PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)，主要通訊方式有DDE和OPC，其中能源計量監(jiān)測采集點主要有1000多個，生產(chǎn)監(jiān)控關(guān)鍵點有2000多。

硬件結(jié)構(gòu)的改進主要是將數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備安置在各系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點中，通過雙網(wǎng)卡實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。雙網(wǎng)卡主要是負責通過防火墻連接生產(chǎn)現(xiàn)場DCS系統(tǒng)及ECC服務(wù)器。這種網(wǎng)絡(luò)連接方式將ECR實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和現(xiàn)場DCS工程師站進行有效隔開，從而避免外界因素對DCS系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，造成破壞，在數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集過程中，將所采集的數(shù)據(jù)保存到相關(guān)數(shù)據(jù)庫中，但由于系統(tǒng)建設(shè)時間長，通訊方式為DDE，數(shù)據(jù)通訊速率慢，當采集數(shù)據(jù)量較大時，通訊速率與數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量難以得到保證，和OPC通訊方式比較來看，傳送速度較慢。

對于軟件結(jié)構(gòu)的改進，如對于不同類型通訊方式的軟件接口進行開發(fā)，具有較大的工作強度，因此可以通過OPC技術(shù)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問的多種類型進行統(tǒng)一訪問和了解，在原有數(shù)據(jù)接口基礎(chǔ)上進行開發(fā)，確保接口采集穩(wěn)定性。而對于存在的網(wǎng)絡(luò)故障，則可以通過開發(fā)緩存應(yīng)用軟件對數(shù)據(jù)進行緩存，避免在網(wǎng)絡(luò)中斷時造成傳輸數(shù)據(jù)流失或丟失的現(xiàn)象，待網(wǎng)絡(luò)恢復繼續(xù)數(shù)據(jù)傳輸，從而保證數(shù)據(jù)傳輸完整。

在對DCS數(shù)據(jù)在采集過程中采用ECDA模塊進行數(shù)據(jù)次啊及，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的訪問接口及客戶端程序進行數(shù)據(jù)離線緩存和數(shù)據(jù)上傳，確保在網(wǎng)絡(luò)中斷時對數(shù)據(jù)進行離線傳輸，在網(wǎng)絡(luò)恢復時繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)主要是對封裝OPCServer和ESS OPC客戶端接口進行開發(fā)，可以滿足應(yīng)用程序的運行需要。

2.2 OPC客戶端軟件接口應(yīng)用

在某煤化工企業(yè)中大多采用DCS控制系統(tǒng)的生產(chǎn)裝置，并提供OPC軟件程序包，數(shù)據(jù)采集主要是通過DCS來實現(xiàn)，并開發(fā)ECC客戶端軟件接口，對安裝注冊O(shè)PC技術(shù)的核心發(fā)布包，其中主要包含了OPC底層DCOM組件的動態(tài)鏈接庫，并配置服務(wù)器DCOM屬性才能確保其通訊正常。

2.3 OPC Server應(yīng)用

當前煤化工企業(yè)中生產(chǎn)裝置匯總的DCS系統(tǒng)無OPC服務(wù)功能，而采用DDE通訊方式，對沒有安裝服務(wù)軟件的系統(tǒng)則應(yīng)加強安裝DDE的OPC服務(wù)功能，并通過客戶端數(shù)據(jù)接口來進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通訊和傳輸。但由于DDE傳輸和OPC傳輸比較而言相對較差，在采用OPC技術(shù)之后可以在DCS系統(tǒng)中生產(chǎn)監(jiān)控和能源管理等數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、準確性、實時性和頻率都有了明顯的提高。

3 結(jié)語

總而言之，目前在化工企業(yè)、監(jiān)控行業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中都已經(jīng)對OPC技術(shù)進行了廣泛的應(yīng)用，而本文主要是將某煤礦集團為例，對集團下屬企業(yè)中原有的生產(chǎn)系統(tǒng)中采用新型OPC技術(shù)，加強對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測，提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量、通訊性能及能源采集質(zhì)量等，使開發(fā)及維護工作量明顯減少。對我國制造行業(yè)來說，尤其是傳統(tǒng)的制造行業(yè)，應(yīng)符合市場發(fā)展需求，降低生產(chǎn)成本，就需要提高企業(yè)管理軟件的運行效率，加強對裝配車間的生產(chǎn)計劃調(diào)度、資源管理、工藝管理、過程控制等一系列的系統(tǒng)開發(fā)，但由于各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)是相對獨立的，并出現(xiàn)了信息處理不及時、響應(yīng)速度慢和產(chǎn)品生產(chǎn)周期長等諸多問題，而這一問題的根本原因是由于異地數(shù)據(jù)共享困難，技術(shù)支持不配套，軟件接口開發(fā)難度較大等，對工廠內(nèi)部系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性產(chǎn)生制約。該公司在采用原有生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采用OPC技術(shù)，很好的解決了生產(chǎn)設(shè)備多樣、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集不統(tǒng)一及設(shè)備可集成性差等諸多問題得到解決，并對生產(chǎn)過程中各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和控制。文章中對某煤礦集團中煤化工生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中OPC技術(shù)的應(yīng)用展開具體的研究和討論，主要是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集，并融合各個煤化工企業(yè)中的生產(chǎn)系統(tǒng)，對所有企業(yè)及各個類型生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時采集、統(tǒng)一上傳，從而使生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集工作效率和工作質(zhì)量顯著提高。