OPC技术在煤化工生产数据采集系统中的应用

OPC技术在煤化工生产数据采集系统中的应用

马慧

中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司宁夏灵武750400

摘要：伴随当前煤化工产业的管理理念逐步升级，产业也在逐步扩大，需要进一步的对各生产数据进行采集，及时让他们上传至公司数据系统对其进行统一的处理和分析，在原有条件下，将不同控制系统的数据进行融合，并且及时进行存储和上传，具有一定的难度。本文重点分析和研究，在不改变工业自动控制系统的条件下，通过OPC技术让数据采集功能得以实现的相关操作方法，以供参考。

关键词：OPC技术；煤化工生产数据；实时数据库；

1OPC数据通讯技术

OPC技术，是一种过程控制技术，为现场过程控制和应用程序之间搭建了联系的桥梁，根据传统对生产数据采集过程中，主要是对不同生产装置中的数据进采集，并与生产系统进行相互连接，而使不同数据之间产生通信，但这种技术需要开发通信接口程序才能实现数据之间的传输，花费时间较大，工作效率较低，且劳动强度大。为了更好更便捷的对生产数据进行监测和采集，就在企业原有系统上采用OPC技术，这种技术采用了com通信机制，在Server模式下生产厂家对访问接口进行统一开发，并在OPC服务器上为用户提供技术支持。该公司所采用的是工厂系列自动化软件平台，主要是通过工业设备和驱动程序来实现组态软件的通信，不同设备之间其驱动程序也不尽相同，从而增加了程序开发成本，在设备升级过程中会存在系统兼容性的问题。为了对上述问题加以解决，可以采用OPC技术，该技术分为服务器和客户应用这两个部分，设备数据的收集主要是由服务器操作来实现的，客户端接受OPC接口所发送的数据信息，对于符合标准的客户单可以访问不同厂商的服务器，从而解决了各个生产厂商之间存在的矛盾问题，体现了系统集成性特点，提高了系统的开放性和操作性。

OPC标准具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性等特点，它是为过程控制软件交互信息而设计的基于OLE技术的规范，提供一种标准途径从数据源提取数据并且传输到应用程序的机制。

图1OPC系统框架图

2煤化工企业现有生产执行系统数据采集和通讯的现状

煤化工企业现在有生产执行系统，为生产管理提供了一定的数据支撑，一定程度上提高了企业管理，但是在系统应用方面还存在一些差距和问题。目前问题主要存在：数据采集不全；现场数据采集设备不同厂家不同型号；现场DCS数据变化，采集系统无法及时变更等问题。

3OPC技术在数据采集系统中的应用

3.1利用OPC技术对现有控制系统（如DCS系统）数据汇集

本煤化公司现有foxboro、国电智深、艾默生、浙江中控、HoneyWell等厂家DCS系统、PLC系统共计30余套。采集的生产、安全、设备运行数据等近100000余点。基本上都是通过标准OPCServer接口对外提供数据。对这类DCS控制系统实时数据采集，可以直接使用霍尼PHD实时数据库中的InterfaceforOPC接口进行实时数据采集。OPC（OLEforProcessControl，用于过程控制的OLE）是一个工业标准，它包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。

OPC是为了连接数据源和数据的使用者之间的软件接口标准。数据源可以是PLC，DCS等控制设备。随控制系统构成的不同，作为数据源的OPC服务器既可以是和OPC应用程序在同一台计算机上运行的本地OPC服务器，也可以是在另外的计算机上运行的远程OPC服务器。

3.2OPC客户端接口软件的直接应用

本煤化工企业中，大部分生产装置（例如聚乙烯醇装置使用浙江中控的ECS-100）使用的是DCS控制系统，对外提供了标准的OPCServer数采接口，对这样的DCS控制系统实时数据采集，可以直接使用霍尼PHD实时数据库中的InterfaceforOPC接口进行实时数据采集。在OPCServer接口安装时，首先要完成OPC基金会核心分发包的安装注册，包含有Opcenum（OPCServer枚举服务）和OPCServer的底层DCOM组件动态链接库（opccomn_ps.dll，opcproxy.dll，opchda_ps.dll，opc_aeps.dll）。并且要对服务器端的RdbOpc的DCOM属性进行配置才能正常通讯。

如甲醇空分装置使用的是艾默生DCS控制系统，通过标准OPC接口采集艾默生控制系统的实时数据，必需在客户端安装艾默生控制系统自带的OPCClient程序才能进行实时数据采集，由于早期网关机产品不支持第三方软件安装，故在空分装置OPCServer服务器上安装了力控OpcTunnellerClient发送端工具，网关机通过OpcTunnellerClient接收端将实时数据采集到网关机，再通过OPCServer方式进行转发，PHD实时数据库通过标准InterfaceforOpc接口方式进行实时数据采集。由于现场OPCServer服务器意外宕机，重启之后，OPCTunnellerClient发送端工具未启动，导致网关机无法进行实时数据采集转发，故造成实时数据库数据中断。

3.3OPC客户端接口软件配合封装的OPCServer的应用

在煤化工生产装置中，还有一部分装置的DCS没有提供OPCServer服务（例如空分装置采用的ABB的Baileyinfi90），而是采用DDE通讯方式。对于这类没有加载OPCServer软件包的DCS系统，首先要对DDE通讯进行OPCServer封装，然后再通过ECC的OPC客户端接口软件进行数据通讯。由于OPC具有DDE不可比拟的传输优势，使得采用OPC技术后，从DCS中采集的能源管理和生产监控等数据的质量、频率、实时性、准确性都得到了很大程度的提高。

3.4OPC与霍尼PHD实时数据库之间网络安全的注意事项

为了提高OPC与PHD实时数据库之间网络安全及稳定性，2018年在OPC与数据库之间将原有的网关机更换为OPCserver专用防火墙，采用白名单方式采集数据，利用专业防火墙隐藏后端所有设备IP地址等技术，极大的提高了工业控制网的安全性，同时利用OPCserver专用防火墙无扰动接入，极大的提高了OPC与PHD实时数据库之间稳定性。

结束语

OPC技术和标准已经被广泛应用于工业自动化和监控领域，通过应用OPC技术，提高了煤化工企业从各种不同类型的DCS系统中采集能源和生产数据的通讯性能，极大地减轻了开发和维护的工作量，为各类实时数据库提供了强有力的基础保障。本文阐述的OPC技术已在化工企业生产数据采集系统中应用，运行良好。

参考文献：

[1]彭镇，景亮，陆继远，等.基于OPC技术的食用菌工厂化生产远程监控系统[J].现代科学仪器，2013（3）：83-86.

[2]OPC技术与分布式实时数据库在SCADA系统中的开发与应用[D].山东大学，2014.

[3]基于实时数据库的煤化工生产监测系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.