bobty综合体育电bobty综合体育力通信管理系统中OPC模式的应用 第20 河海大学常州分校JOURNALOFHOHAIUNIVERSITYCHANGZH0U Vo1。20No。1 Mar。2006 文章编号:1009—1130(2006)01—0045—04 电力通信管理系统中OPC 模式的应用 (1。河海大学机电工程学院,江苏常州213022;2。南京中德保护控制系统有限公司, 江苏南京210003) 摘要:针对电力自动化系统中实时数据通信接口复杂,实施困难等特点,结合 OPC 关键技术,提出一种将OPC 模式 应用于电力通信管理机的具体方案。该方案采用 OPC 客户端/服务器模式。根据 OPC 数据存取规范实现了实时数 据的采集与控制。有效地解决了规约转换时的不灵活性和多种软件集成时的不兼 容性等问题。 关键词:OPC;电力系统;通信管理机 中图分类号:TM76;TP273 文献标识码:A 在电力综合自动化系统中。自动化设备种类繁多。涉及到的规约多种多样。欲建立 一个数据采集与监 控处理系统。不但需要在规约处理上花费大量的时间和精力。而且在规约的应用中 也存在很多问题。例如, 在实现电力系统监控软件与远方智能数字设备(RTU)或其他应用设备通信时。

往 往需要对每个设备进行专 用的数据规约解释,接口复杂繁琐已成为监控系统需要迫切解决的问题…。本文中 作者将应用于_T 业领域的 新技术——OPC(OLEforProce$$Contro1)引入到电力系统自动化中。在通信管理机 中采用OPC 客户端/ 服务器模式作为中问件。利用OPC 思想提出了一种解决接口问题的行之有效的方 法。并在实践中取得了较 好的效果。 1OPC 技术 1。1OPC 体系结构 OPC 是应用于工业控制领域的 OLE(ObjectLinkingandEmbedding)技术。它是世界 上多个自动化 公司,软硬件供应商与微软合作开发的一套工业标准。是专为在现场设备,自动控 制,企业管理应用软件之间 实现系统无缝集成而设计的接口规范_2_。基于OPC 规范的OPC 客户端/服务器程 序作为工控系统的中间 件。已经得到日益广泛的应用。 OPC 的构架建立在Microsoft 公司的DNA(DistributedinterNetAPPlication)基础上。 它以OLE,组件 DCOM(DistributedCOM)技术为基础,定义了一套适合于过程控制的应用,具有过程数据访问,报警,事件与历史数据访 问等功能的接口,便于不同 供应商的软硬件实现"即插即用(PlugandPlay)"的连接与系统集成。

当各现场设备, 应用软件都具有标准 OPC 接口时,便可将不同数据源的数据集成,使运行在不同平台上的,用不同语言 编写的各种应用软件顺利 集成:还可跨越网络将不同网络节点上的组件模块连接成应用系统。成为整合计算 机控制应用系统和软件的 有效工具。 1。2 基于oPC 的客户端,服务器模式 目前在大多数客户/服务器应用模式中。没有通用的标准设备接口。各个厂家按照 各自的标准开发服务 器程序和客户端程序,因此从系统集成的角度来看,难免有一定的局限性。OPC 义的是一种在实时数据通信中多数据源和多客户之间交换数据的工业级标准。只要软硬件开发商都按照这 个标准开发产品。工业控制 系统的应用软件就可以做成插件式的软件。 收稿日期:2005—06—27 作者简介:李旭(1979 一),男,河南洛阳人,硕士研究生,机械电子工程专业 河海大学常州分校2006 OPC技术的实现包括OPC 服务器端和OPC 客户端两部分。通常把符合OPC 规范 的设备驱动程序称 为OPC 服务器。而将符合OPC 规范的应用软件统称为OPC 客户。服务器充当客户 与硬件设备之间的桥梁。 客户端独立于设备,即不管现场设备以何种形式存在,客户都能以统一的方式去访 问。

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在客户端和服务器端 各自定义了统一的具有不变特性的标准"接口"。OPC 所提供的接口标准事实上是 一种"软件接口标准"或 "软件总线",它明确定义了客户与服务器之间的通信机制,是连接客户同服务器的 桥梁和纽带。图 反映了在传统的C/S 模式和OPC 模式中应用程序与设备问的连接关系。 关键技术规范(a)传统模式 应用程序1ll 应用程序2Il 应用程序3 OPC 服务器 设备1 (b)OPC模式 传统模式与采用OPC的模式 Fig。1ComparisonbetweenthemodeloftraditionandOPC 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。 2。1COM/DCOM技术 COM/DCOM组件除了具有语言无关性等特性外。COM技术还支持TCP/IP等多种 协议。因此可以 OPC客户和服务器在物理上分开。分布在不同的节点上:同时依靠微软的 DCOM技术还可以实现远程调 用。使应用程序的分布与系统硬件的分布无关。大大扩展了应用范围。 2。2DA 规范 DA 规范即数据存取规范…。是OPC 基金会制定的重要工业标准。重点是对现场设 备的在线数据进行存 取。

bobty综合体育OPC 逻辑对象模型包括:服务器对象(Server),组对象(Group)和项对象(Item)。 OPC的服务器对象是OPC服务器程序暴露的主要对象,它对有关服务器的信息进 行维护。并作为OPC 组对象的包容器。可动态地创建或释放OPC 组对象。 OPC 的组对象提供了一种让客户组织数据的方法。用户可以将逻辑相关的一组数 据作为OPC 项添加 到同一个组中。客户程序可创建多个组对象。并分别设置其属性。客户程序对服务 器进行数据存取时是以组 对象为单位进行的,例如,在通信管理机中对电力通信的"五遥"(遥信,遥测,遥控,遥 调,遥脉)信息进行分组 以便于客户端读取和处理。 OPC 的项对象表示与OPC 服务器中数据的连接,数据的属性包括值,品质,时间戳。 其中品质属性表示 数值是否有效,时间戳属性反映从设备读取数据的时间或者服务器刷新其数据存 储区的时间。 3OPC 规范在电力通信管理系统中的实现 在计算机网络技术的推动下。变电站综合自动化系统已逐渐完成由集中式向分布 多服务器与工作站的分布式系统中电力通信规约有哪些,前置机系统作为远方终端RTUs(远方智能数 字式自动化设备)和调度 主站系统之间通信的桥梁,不但从各个 RTU 端读取实时数据,实现差错控制,传输 控制,速率变换和报文处 理,而且还将实时数据传送给主站,同时还将调度主站的控制命令分发给各个RTU 端电力通信规约有哪些,从而完成数据采集, 规约转换等重要的前置处理任务。

通信管理机是电力系统变电站综合自动化管理系统的核心部分。它是针对电力工 业自动化控制领域 中,通信方式与通信规约众多,集成组态方式复杂等状况开发出来的一套集规约开 发,规约运行,规约通信于 体的综合平台。它运行于WindowsNT/2000/XP 平台,具有规约开发,规约调试,数据 存储区查看,通信 测试,遥控闭锁,规约库电力通信规约有哪些,通信组态等多方面的功能,在与各 RTU,智能装置以及电力 系统调度通信方面具有 重要作用。为了增强通信管理系统的适应性和可扩展能力,作者根据 OPC 接口标 准的通用性。在通信管理 第2O 期李旭。等电bobty综合体育力通信管理系统中OPC模式的应用47 机中引入了OPC 接口,具体设计了OPC 客户端和OPC 服务器。完成了实时数据采 集,通信规约转换等前置 预处理任务。 3。1 基于OPC 模式的体系结构 OPC 客户端,服务器模式引入后,通信管理机可以向外提供 OPC 数据访问服务器 和OPC 客户端。第 三方的 OPC 客户端可以与通信管理机的 OPC 服务器进行通信,实现了对"五遥" 信息的读写与监控。同时。 通信管理机的 OPC 客户端还可以访问其他厂商的 OPC 服务器。

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并对数据进行存 取。系统的实现原理如图2 所示。 计算机中心 面覆___,时数据。。竺!=!竺< OPC 客户端通信管理机 f,『通信信道,广三 基于0PC技术的通信管理机 Fig。2CommunicationmanagementsystembasedonOPCtechnology 在该系统中。通信管理机与各智能装置可以通过 RS232,RS485,RS422,以太网等物 理介质相连。与调 度主站和买方计算机中心通过以太网相连。OPC 数据服务器主要负责规约处理和 数据处理。首先RTU 通过 某种通信手段按照某种通信规约将实时数据传递至通信管理机的实时数据库。经 过相应的数据预处理之后。 送入 OPC 服务器的转发表即高速缓冲区在高速缓冲区内根据相应的要求对数据 进行再次处理:然后OPC 数据服务器将这些数据对外公开发布。供调度主站和买方计算机中心等OPC 客户 端使用。 若在装置或其他软件系统中配有 OPC 服务器。则通信管理机的 OPC 客户端便可 直接从中获取相应的 实时数据。OPC 技术的灵活统一性。使这种通信方式与规约通信方式相比不但标准 而且效率高。特别是可以 方便地进行装置等的增减,更换。

bobty综合体育而不会给客户应用端造成复杂的编程负担。 3。2 具体实现 在海南某发电并网信息集成项目中。通信管理机作为整个项目的枢纽对现场实时 信息进行采集与控制。 为服务器应客户端请求在调用添加组项时两者的交互情况。启动服务器 客户程序创建Server 对象 应客户程序调用AddGroup 应客户程序调用Addltem server 对象聚合 Group 对象 mBaseServer 创建,指向 m—BaseServer~pServer 本对象 返回接171指针,同时创建XGroup类,指向m—BaseServer-->mgroups[i]。pGroup 将客户传来的Item归于 Parent->m—BaseServer->mgroups[i]。pGroup 成员管理 添加组项时客户端和服务器的交互Fig。3Inter accessingarchitectureofOPCclientandserverwhenaddinggroups&items服务器,组,项三者依次包容,项对象提供了与现场数据源西门子 PLC 数据的连接, 每个项与从PLC 采集的遥测,遥信,电度量和保护信号相对应。OPC服务器作为主要的控制程序,是 整个OPC 模式应用的关 键,它对采集的现场实时数据进行处理,并将其分为遥测组,遥信组,电度量组和保 护信号组,经过相应要求 的再处理之后,按照 OPC 规范向调度主站发布;同时,将调度主站的控制命令传送 给现场PLC 设备。

主体程 48 河海大学常州分校2006 序的流程如图4所示。 开始 OPC 服务器程序启动 应客户要求创建服务器对象 客户端接口调用否? NN结束 释放资源,退出程序 根据客户端调用进行相应请求处理图4OPC 服务器主程序流程 Fig。4FlowchartoftheOPCServermainprogram OPC服务器相比,OPC 客户端仅仅作为应用的发起方,而数据的组织,管理和处 理均在服务器方完 成,因而比较容易实现。实际工程应用表明,基于 OPC 模式的通信方式简单灵活,可 靠稳定电力通信规约有哪些,能够有效解决 规约转换时的不灵活性和多种软件集成时的不兼容性等问题。 结束语采用 OPC 客户端/服务器模式,根据 OPC 的数据存取规范,实现了各种智能装置, 应用软件系统相互 之间数据通信的无缝集成。当需在系统中增加设备时,只要设备具有 OPC 功能的 接口,接入系统的工作量 就非常小,从而增强了系统的可扩展性,提高了整个系统的运行效率。 参考文献: [1]张琦。基于 OPC 的变电站自动化监控主站软件的设计思想[J]。电力系统自动 化,2003,27(3):61—63。 [2]邹益仁,马增良,蒲维。

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bobty综合体育AdoptingdesignofOPCclient/servermodel,theschemeh aswellrealized dataprocessingandcontrollingonOPCdataacquisitiontechnologyandsolvedtheinflexibili tyofprotocol convemion&theincompatibilityofintegrationbetweendifferentsoftwaresystems。 Keywords:OPC;powersystem;communicationmanagementsystem