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在现代火力发电厂中,主机系统大多都采用集散控制系统DCS(Distributed Control System)作为控制器;辅助系统大多都采用可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)作为控制器。某火力发电厂化学车间的设备系统较多，地域分布较广，在系统设计时按地域分成几个独立的控制和监控子系统。为了将整个发电厂的生产信息集成在一起，形成统一的数据平台，提出了基于工业互操作标准——OPC(OLE for Process Control)的信息集成方案。
一、OPC技术简介
OPC是基于微软公司的DNA(Distributed in-terNet Application)构架和COM(Component Object Model)，DCOM(Distributed COM)技术的工业标准，为过程控制提供标准的数据访问机制。OPC是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码可重用、易于集成的优点。OPC规范了接口函数，提供一种即插即用的方式，很容易把软件、硬件集成为一个完整的自动化系统。OPC定义了应用Microsoft操作系统的客户机间交换实时数据的方法。管理OPC标准的国际组织是OPC基金会。
OPC主要有数据存取、报警与事件处理、历史数据访问、批处理、安全性规范、可扩展标准语言数据访问、数据交换7种规范。OPC数据存取规范OPC DA(OPC Data Access)在OPC规范中的应用最广。OPC出现之后，将硬件设备或应用软件的通信程序封装成独立的OPC DA服务器，可独立运行或嵌入运行。上层应用作为OPC DA客户端，按照OPC的统一规范向OPC DA服务器读写数据，从而实现数据访问的灵活性，只要符合OPC服务器的任何设备都可以和OPC客户机通信，真正实现了多种异构系统的集成。
OPC数据存取规范详细规定了客户程序和服务器程序数据通信的机制。其他类型的OPC服务器往往是在数据存取服务器的基础上通过增加对象、扩展接口而来的，所以OPC DA规范也是其他OPC规范的基础。OPC DA规范也是其他OPC规范的基础。OPC数据存取规范本身也根据实际情况不断地进行升级和功能扩展。关于OPC的详细内容可参阅文献[1-3]。
OPC DA有以下特点：
a.硬件厂商只需为设备编写一套符合OPC DA服务器规范的程序组，就可以满足符合OPC DA客户机规范的不同应用软件的需要，不用象以前那样要写很多驱动程序。
b.应用程序开发商只需编写一个符合OPC DA客户机规范的接口便可以连接符合OPC DA服务器规范的设备，不需编写大量的设备驱动程序。
c.工程人员在软、硬件设备选型上有了很大的自由度，可充分挖掘软、硬件设备的潜力，使整个系统的性能达到最优。
d.OPC基于COM/DCOM技术，所以OPC DA支持本地或远程访问，应用程序可通过服务器对数据进行实时访问。
二、电厂控制信息系统集成方案
2.1 系统介绍
某火电厂辅助车间控制设备的情况如下：除灰与电除灰控制系统采用西门子的S7-300 PLC，ProfiBus网络和西门子的WinCC5.0监控系统；燃料运行控制系统采用西门子的S7-400 PLC和WinCC5.0监控系统；化学车间分为制水、污水处理、制氢、炉内汽水品质监督4个值班点。制水是化学车间的主值班点，控制系统采用西门子S7 -300 PLC，上位机监控采用西门子WinCC5.0。污水处理和制氢值班点还是老式的继电器控制回路和机械模拟操作台；炉内汽水品质监督采用工控机，监控系统是组态王6.0。主机(包括汽机、锅炉和电气)控制系统采用Bailey INFI-90 Open DCS集散控制系统。除化学车间外，其他各专业车间都实现了集中控制。
2.2 系统集成方案
WinCC具有OPC DA客户端功能，其项目本身同时又可以充当OPC DA服务器。Bailey INFI-90 Open DCS具有与计算机的串行通信。为了实现全厂控制信息的集成，考虑到将来与管理信息系统MIS (Management Information System)接口，实现全厂管控一体化，采用OPC技术集成方案。
先将化学车间各值班点的信息集成到主值班点，由于其控制量不太多，选用西门子S7-200PLC作为控制器。因为WinCC不能直接与S7-200通信，故监控组态软件选用性价比高的国产组态软件“组态王”，与WinCC一样，它也具有OPC DA客户端功能，同时又可以充当OPC DA服务器。操作系统采用Windows2000中文版。
2.3 化学车间控制信息集成方案的实施
化学车间信息集成就是主值班点的WinCC通过OPC访问局域网节点上污水处理及制氢值班点的组态王工程(组态王的用户应用程序称为工程)，其监控计算机网络标识为Wushui。
2.3.1 OPC服务器/客户机运行环境设置
无论是服务器还是客户机，都必须安装并注册OPC基金会提供的公共组件程序：apprxdist.exe,opcproxy.dll,opccomn- ps.dll,opcae-ps.dll,opchda-ps.dll,opcenum.exe。这些程序在OPC基金会网站都可下载，一般OPC应用程序也提供该软件包。opcae-ps.dll,opchda-ps.dll不是必需的，但考虑OPC应用的扩展，最好一起安装注册。安装时可制作如下的批处理文件：
@ECHO ON
set sysemdir=c:\winn\system32 //与实际操作系统的目录一致
@ECHO Copy OPC Common Component…
copy opcproxy.dll%systemdir%
copy apccomn-ps.dll%systemdir%
copy apprxdist.exe%systemdir%
copy opcenum.exe%systemdir%
copy opcae-ps.dll%systemdir%
copy opchda-ps.dll%systemdir%
@ECHO Register OPC Common Component…
regsvr32/s opcproxy.dll
regsvr32/s opccomn-ps.dll
regsvr32/s opcae-ps.dll
regsvr32/s opchda-ps.dll.dll
apprxdist.exe
opcenum/regserver
2.3.2 对组态王工程进行DCOM配置[4]
选择计算机的“开始>运行”菜单，运行程序dcomcnfg.exe，打开“分布式COM配置属性”窗口。
默认属性页面不作改动。默认选项是：“在这台计算机上启动分布式COM(E)”选中；默认身份验证级别是：“连接”；默认模拟级别是：“标识”。
在“默认安全机制”属性页编辑其3个“编辑默认值”，如果无用户Everyone，分别添加用户Every-one，访问类型分别为允许访问、允许调用、完全控制。当然也可给用户分配权限，不过麻烦，一个用户的权限不对，就不能连接到服务器。
“默认协议”页面不作改动。回到应用程序页面，选中组态王OPC服务器“KingView.View”，点击“属性”按钮，打开 “KingView.View属性”窗口，在“安全性”页确保选中“使用默认的访问权限”、“使用默认的启动权限”、“使用默认的配置权限”。其他保持默认设置。
在身份标识页面选择：指定用户，同时输入客户机登录用户名和密码(如用户名：OPC，密码：OPC)。终结点页面不作改动。按(确定)按钮，回到应用程序页面。按(确定)按钮，关闭程序dcomcnfg.exe。
2.3.3 对主值班点的WinCC添加OPC驱动程序
在WinCC资源管理器中用鼠标右键点击“变量管理器”，选择“添加新的驱动程序……”，选中opc.chn驱动程序，完成OPC驱动程序的安装。在资源管理器的“变量管理器”项下将增加“opc”子项，“opc”下有子项“OPC Groups(OPCHN Unit#1)”。
2.3.4 对主值班点的WinCC添加OPC连接
为了使OPC迅速连接成功，首先要把组态王工程启动，使处于运行状态。用鼠标右键点击“OPC Groups (OPCHN Unit #1)”，在弹出菜单中选择“新建驱动程序连接”，将弹出“连接属性”。在名称框内输入连接名称，如“OPC”。点击“属性”按钮，弹出“新建连接属性”。输入要访问的OPC服务器名称：KingView.View。在另一台计算机上运行服务器框中输入组态王工程所在的计算机名。点击“测试服务器”按钮，弹出消息框“测试通，该服务器支持OPC接口”。点击各“确定”按钮，完成OPC连接的添加，“OPC Groups (OPCHN Unit #1)”条目下将出现添加的连接：“OPC”。
2.3.5 对主值班点的WinCC添加OPC变量
用鼠标右键点击添加的连接“OPC”，在弹出菜单中选择“新建变量”，弹出“变量属性”框，输入变量名和数据类型后，按地址“选择”按钮，弹出“xxx属性”框，“XXX”代表变量名。在“条目名称”栏中输入OPC服务器的数据项，如在组态王工程中有变量“电流”，则在“条目名称”栏中输入“电流. value”。输入访问路径，其他不作改变，点击各“确定”按钮，完成OPC变量的添加。
2.3.6 对主值班点的WinCC添加组态画面
按照以上方法把污水制氢、炉内汽水品质监督系统的组态王工程，通过WinCC的OPC驱动，把组态王工程的相关变量添加进WinCC的变量数据库后，就可以根据监控的需要，添加画面，使主值班点对其所属的分值班点的信息一目了然，且可以对分值班点的设备进行监控，这样各分值班点可实行无人值班，值班员定期巡视检查。经调试、运行达到要求后，即完成了化学车间的控制系统信息集成。
2.4 全厂控制系统的信息集成
为了实现DCS与别的系统的信息交换,需要编写或购买DCS的OPC DA服务器程序,并在DCS的工程师站上运行。在工程师站添加一块网卡，将它接入局域网。这样全厂各控制子系统都可以提供OPC DA服务器接口。用OPC DA客户机就可以象化学车间信息集成一样，把全厂的控制信息通过OPC接口集成到控制信息数据库里(把读取的数据直接存储在数据库中)，该数据库也是 MIS数据库的一部分实现全厂的管控一体化。
三、结论
实现全厂控制系统信息集成，并与MIS接口，实现管控一体化，运用决策支持系统，对于加强企业管理、提高企业竞争力有极为重要的意义。本文针对火电厂的信息集成提出采用OPC技术方案将在某火电厂实施，具有集成工作量小、软件编制简单、可扩展性好、可靠性高、易维护和费用低等特点。利用集成的控制信息数据库的全局信息，运行优化软件，可使整个生产过程性能达到全局最优。
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一、OPC技术简介
OPC是基于微软公司的DNA(Distributed in-terNet Application)构架和COM(Component Object Model)，DCOM(Distributed COM)技术的工业标准，为过程控制提供标准的数据访问机制。OPC是一种客户/服务器模式，具有语言无关性、代码可重用、易于集成的优点。OPC规范了接口函数，提供一种即插即用的方式，很容易把软件、硬件集成为一个完整的自动化系统。OPC定义了应用Microsoft操作系统的客户机间交换实时数据的方法。管理OPC标准的国际组织是OPC基金会。
OPC主要有数据存取、报警与事件处理、历史数据访问、批处理、安全性规范、可扩展标准语言数据访问、数据交换7种规范。OPC数据存取规范OPC DA(OPC Data Access)在OPC规范中的应用最广。OPC出现之后，将硬件设备或应用软件的通信程序封装成独立的OPC DA服务器，可独立运行或嵌入运行。上层应用作为OPC DA客户端，按照OPC的统一规范向OPC DA服务器读写数据，从而实现数据访问的灵活性，只要符合OPC服务器的任何设备都可以和OPC客户机通信，真正实现了多种异构系统的集成。
OPC数据存取规范详细规定了客户程序和服务器程序数据通信的机制。其他类型的OPC服务器往往是在数据存取服务器的基础上通过增加对象、扩展接口而来的，所以OPC DA规范也是其他OPC规范的基础。OPC DA规范也是其他OPC规范的基础。OPC数据存取规范本身也根据实际情况不断地进行升级和功能扩展。关于OPC的详细内容可参阅文献[1-3]。
OPC DA有以下特点：
a.硬件厂商只需为设备编写一套符合OPC DA服务器规范的程序组，就可以满足符合OPC DA客户机规范的不同应用软件的需要，不用象以前那样要写很多驱动程序。
b.应用程序开发商只需编写一个符合OPC DA客户机规范的接口便可以连接符合OPC DA服务器规范的设备，不需编写大量的设备驱动程序。
c.工程人员在软、硬件设备选型上有了很大的自由度，可充分挖掘软、硬件设备的潜力，使整个系统的性能达到最优。
d.OPC基于COM/DCOM技术，所以OPC DA支持本地或远程访问，应用程序可通过服务器对数据进行实时访问。
二、电厂控制信息系统集成方案
2.1 系统介绍
某火电厂辅助车间控制设备的情况如下：除灰与电除灰控制系统采用西门子的S7-300 PLC，ProfiBus网络和西门子的WinCC5.0监控系统；燃料运行控制系统采用西门子的S7-400 PLC和WinCC5.0监控系统；化学车间分为制水、污水处理、制氢、炉内汽水品质监督4个值班点。制水是化学车间的主值班点，控制系统采用西门子S7 -300 PLC，上位机监控采用西门子WinCC5.0。污水处理和制氢值班点还是老式的继电器控制回路和机械模拟操作台；炉内汽水品质监督采用工控机，监控系统是组态王6.0。主机(包括汽机、锅炉和电气)控制系统采用Bailey INFI-90 Open DCS集散控制系统。除化学车间外，其他各专业车间都实现了集中控制。
2.2 系统集成方案
WinCC具有OPC DA客户端功能，其项目本身同时又可以充当OPC DA服务器。Bailey INFI-90 Open DCS具有与计算机的串行通信。为了实现全厂控制信息的集成，考虑到将来与管理信息系统MIS (Management Information System)接口，实现全厂管控一体化，采用OPC技术集成方案。
先将化学车间各值班点的信息集成到主值班点，由于其控制量不太多，选用西门子S7-200PLC作为控制器。因为WinCC不能直接与S7-200通信，故监控组态软件选用性价比高的国产组态软件“组态王”，与WinCC一样，它也具有OPC DA客户端功能，同时又可以充当OPC DA服务器。操作系统采用Windows2000中文版。
2.3 化学车间控制信息集成方案的实施
化学车间信息集成就是主值班点的WinCC通过OPC访问局域网节点上污水处理及制氢值班点的组态王工程(组态王的用户应用程序称为工程)，其监控计算机网络标识为Wushui。
2.3.1 OPC服务器/客户机运行环境设置
无论是服务器还是客户机，都必须安装并注册OPC基金会提供的公共组件程序：apprxdist.exe,opcproxy.dll,opccomn- ps.dll,opcae-ps.dll,opchda-ps.dll,opcenum.exe。这些程序在OPC基金会网站都可下载，一般OPC应用程序也提供该软件包。opcae-ps.dll,opchda-ps.dll不是必需的，但考虑OPC应用的扩展，最好一起安装注册。安装时可制作如下的批处理文件：
@ECHO ON
set sysemdir=c:\winn\system32 //与实际操作系统的目录一致
@ECHO Copy OPC Common Component…
copy opcproxy.dll%systemdir%
copy apccomn-ps.dll%systemdir%
copy apprxdist.exe%systemdir%
copy opcenum.exe%systemdir%
copy opcae-ps.dll%systemdir%
copy opchda-ps.dll%systemdir%
@ECHO Register OPC Common Component…
regsvr32/s opcproxy.dll
regsvr32/s opccomn-ps.dll
regsvr32/s opcae-ps.dll
regsvr32/s opchda-ps.dll.dll
apprxdist.exe
opcenum/regserver
2.3.2 对组态王工程进行DCOM配置[4]
选择计算机的“开始>运行”菜单，运行程序dcomcnfg.exe，打开“分布式COM配置属性”窗口。
默认属性页面不作改动。默认选项是：“在这台计算机上启动分布式COM(E)”选中；默认身份验证级别是：“连接”；默认模拟级别是：“标识”。
在“默认安全机制”属性页编辑其3个“编辑默认值”，如果无用户Everyone，分别添加用户Every-one，访问类型分别为允许访问、允许调用、完全控制。当然也可给用户分配权限，不过麻烦，一个用户的权限不对，就不能连接到服务器。
“默认协议”页面不作改动。回到应用程序页面，选中组态王OPC服务器“KingView.View”，点击“属性”按钮，打开 “KingView.View属性”窗口，在“安全性”页确保选中“使用默认的访问权限”、“使用默认的启动权限”、“使用默认的配置权限”。其他保持默认设置。
在身份标识页面选择：指定用户，同时输入客户机登录用户名和密码(如用户名：OPC，密码：OPC)。终结点页面不作改动。按(确定)按钮，回到应用程序页面。按(确定)按钮，关闭程序dcomcnfg.exe。
2.3.3 对主值班点的WinCC添加OPC驱动程序
在WinCC资源管理器中用鼠标右键点击“变量管理器”，选择“添加新的驱动程序……”，选中opc.chn驱动程序，完成OPC驱动程序的安装。在资源管理器的“变量管理器”项下将增加“opc”子项，“opc”下有子项“OPC Groups(OPCHN Unit#1)”。
2.3.4 对主值班点的WinCC添加OPC连接
为了使OPC迅速连接成功，首先要把组态王工程启动，使处于运行状态。用鼠标右键点击“OPC Groups (OPCHN Unit #1)”，在弹出菜单中选择“新建驱动程序连接”，将弹出“连接属性”。在名称框内输入连接名称，如“OPC”。点击“属性”按钮，弹出“新建连接属性”。输入要访问的OPC服务器名称：KingView.View。在另一台计算机上运行服务器框中输入组态王工程所在的计算机名。点击“测试服务器”按钮，弹出消息框“测试通，该服务器支持OPC接口”。点击各“确定”按钮，完成OPC连接的添加，“OPC Groups (OPCHN Unit #1)”条目下将出现添加的连接：“OPC”。
2.3.5 对主值班点的WinCC添加OPC变量
用鼠标右键点击添加的连接“OPC”，在弹出菜单中选择“新建变量”，弹出“变量属性”框，输入变量名和数据类型后，按地址“选择”按钮，弹出“xxx属性”框，“XXX”代表变量名。在“条目名称”栏中输入OPC服务器的数据项，如在组态王工程中有变量“电流”，则在“条目名称”栏中输入“电流. value”。输入访问路径，其他不作改变，点击各“确定”按钮，完成OPC变量的添加。
2.3.6 对主值班点的WinCC添加组态画面
按照以上方法把污水制氢、炉内汽水品质监督系统的组态王工程，通过WinCC的OPC驱动，把组态王工程的相关变量添加进WinCC的变量数据库后，就可以根据监控的需要，添加画面，使主值班点对其所属的分值班点的信息一目了然，且可以对分值班点的设备进行监控，这样各分值班点可实行无人值班，值班员定期巡视检查。经调试、运行达到要求后，即完成了化学车间的控制系统信息集成。
2.4 全厂控制系统的信息集成
为了实现DCS与别的系统的信息交换,需要编写或购买DCS的OPC DA服务器程序,并在DCS的工程师站上运行。在工程师站添加一块网卡，将它接入局域网。这样全厂各控制子系统都可以提供OPC DA服务器接口。用OPC DA客户机就可以象化学车间信息集成一样，把全厂的控制信息通过OPC接口集成到控制信息数据库里(把读取的数据直接存储在数据库中)，该数据库也是 MIS数据库的一部分实现全厂的管控一体化。
三、结论
实现全厂控制系统信息集成，并与MIS接口，实现管控一体化，运用决策支持系统，对于加强企业管理、提高企业竞争力有极为重要的意义。本文针对火电厂的信息集成提出采用OPC技术方案将在某火电厂实施，具有集成工作量小、软件编制简单、可扩展性好、可靠性高、易维护和费用低等特点。利用集成的控制信息数据库的全局信息，运行优化软件，可使整个生产过程性能达到全局最优。