基于OPC技术的励磁系统监控软件
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励磁系统复习题一、填空题1、NES5100工控机的操作系统为(windows 2000)。
2、NES5100励磁调节器配备1台(工控机)、1台(D-LINK交换机)、(3根网线)。
网线分别连接(工控机、A套调节器、B套调节器)。
3、励磁系统软件包括三个方面:(嵌入式操作系统)(人机交换程序)以及(励磁应用程序)。
4、励磁监控软件的服务程序文件名(opc.exe),监控应用程序文件名是(clinent.exe)。
起动服务软件,点击桌面“clinent.exe”,可看到监控界面。
5、系统拓扑图界面左侧有三个菜单:(监控菜单)、(调试菜单)、(工具菜单)。
主界面打开时默认在“监控”菜单的(系统拓扑)。
6、在拓扑图中,“AVR”模型变亮,双击图标可以观测(图形内部的相关数据)。
7、在拓扑图中,功率柜变亮,双击功率柜显示(功率柜的运行状态)。
8、双击定子界面,显示(发电机定子信息画面)。
9、双击转子界面,显示(发电机转子信息画面)。
10、励磁调节器参数设置菜单包括了励磁调节器(内部计算涉及到的相关参数)。
11、励磁调节器监控菜单包含如下主菜单:(系统拓扑)、(模型视图)、(参数设置)、(故障日志)、(退出)(关于本软件)。
12、嵌入式操作系统部分包括操作系统本体,还包括硬件(底层驱动软件)、(系统人物配置)、(系统中断配置)等。
底层驱动包括Flsah驱动、以太网驱动。
13、励磁应用程序包括两个部分:(主流程和控制调节程序)。
主流程放置于主任务中,(完成励磁应用程序的初始化以及机组状态的判断)等功能;控制调节程序放置于 3.3ms 中断中,控制周期为 3.3ms,(完成所有的励磁控制调节功能,确保控制调节的快速和精度)。
14、励磁系统的作用是维持发电机或其它控制点的(电压给定水平);(控制并联机组无功功率合理分配);(提高电力系统的稳定水平)。
15、同步发电机的励磁系统种类多,目前广泛使用的有以下几种,他励交流励磁系统(三机他励系统)、两级自励恒压励磁系统、两机一变励磁系统、(自并励励磁系统)、无刷励磁系统、谐波励磁系统。
OPC引言随着我国经济建设步伐的加大,国内用电负荷不断增加,我国相继建立了大批中小电厂和变电站。
但是,由于应用于电力系统的监控和保护设备多种多样,电力设备生产厂家很多,采用的通讯规约也是五花八门,加之各个地区的电力设计院所采用的设备类型不同,进而增加了上位监控软件与各个保护及监控设备通讯的实现难度,虽然各种通用监控软件大部分提供了二次开发的接口,但其实现的效果及实现程度均不能尽如人意。
过去,为了存取现场设备的数据信息,每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。
由于现场设备种类繁多,且产品不断升级,往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。
因此系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序;迫切希望制作一套设计灵活、通用性强的专业性软件,减少二次开发费用,从而有效降低成本并缩短开发周期。
OPC 标准正是基于这种情况应运而生的。
1.OPC 技术的具体含义OPC 全称是OLE (Object Linking and Embedding )for Process Control 。
它的出现为基于Windows 应用程序和现场过程控制的应用建立了桥梁。
该标准以微软公司的OLE 技术为基础,它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM 接口完成的,在OPC 技术中使用的是OLE 2技术,OLE 标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。
COM 是Component Object Model 即组件的缩写,是所有OLE 机制的基础。
COM 是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准,该标准将Windows 下的对象定义为独立单元,可不受程序限制地访问这些单元。
这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯,而不需要知道对方是如何创建的。
例如,用户可以使用C ++语言创建一个Windows 对象,它支持一个接口,通过该接口,用户可以访问该对象提供的各种功能,用户可以使用Visual Basic ,C ,Pascal ,Smalltalk 或其它语言编写对象访问程序。
OPC在生产监控系统中的应用黄锋发布时间:2022-05-10T10:24:23.681Z 来源:《探索科学》2022年1月下作者:黄锋[导读] 生产监控系统是实现企业各个生产装置(DCS、PLC等)控制系统实时集中监控,并且制作报表以及对实时数据进行应用分析。
广西华银铝业有限公司黄锋广西德保 533700摘要:生产监控系统是实现企业各个生产装置(DCS、PLC等)控制系统实时集中监控,并且制作报表以及对实时数据进行应用分析。
包括数据采集接口(OPC)、实时数据库服务器(PI、IP21等)、实时数据C/S应用和B/S发布以及制作报表等。
关键词:数据信息;OPC;数据交换;COM/DCOM引言通过OPC技术实现底层生产过程实时信息的采集,通过信息集成形成优化控制、优化调度和优化决策等的判断或指令。
实现流程工业生产过程的安全、稳定、均衡、优质、高产、低耗的目标;同时,内部物流的控制与管理、生产过程成本的控制与管理等生产管理活动都在实时数据平台层完成,使生产过程数据和管理数据的在实时数据平台中融合与贯通。
针对流程工业的特点,平台采用开放性的、柔性的、可扩展的、模块化的、面向对象和应用的基于知识管理的体系结构。
1 OPC概述OPC(OLE for Process Control,用于过程控制的OLE)是一个工业标准,管理这个标准国际组织是OPC基金会,OPC基金会现有会员已超过220家。
遍布全球,包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。
OPC包含一整套接口、属性和方法的标准集,提供给用户过程控制和工业自动化应用。
0PC技术的实现由两部分组成:0PC服务器和OPC客户应用部分。
OPC服务器的工作就是收集现场设备的数据信息,然后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用。
OPC客户端通过标准的OPC接口接收数据信息。
在具体的实现过程中,客户可以根据自己的需求挑选相应的规范使用。
其中数据高访问规范提供给用户访问实时过程数据的方法:报警和事件规范提供了一种由服务器程序将现场的事件或报警通知客户程序的机制:历史数据存取规范用来提供用户存储的过程数据存档文件、数据库或远程终端设备中的历史以及分析这些历史过程数据的方该标准定义了在微软操作系统下,不同程序、设备之间交换实时数据的方法,能将现场信号按照统一的标准与各厂商提供的软件无缝连接,同时对硬件制造商和软件开发商划分了界限,大大提高了控制系统的互操作性、适应性和可扩展性2 OPC的特点和优点2.1 OPC的特点OPC是微软公司的对象和嵌入在过程控制方面的应用,以COM/DCOM技术为基础,包括一整套接口、属性与方法的标准集,主要应用于过程控制和工业自动化。
基于OPC瓦斯抽放远程监控系统的设计摘要: 本文提出了一种基于OPC协议的远程瓦斯抽放监控系统,其中包括关键参数监测、智能调节、数据采集和分析处理等技术。
在介绍该系统的设计方法及实现的基础上,进行了深入的研究,并提出了一些改进措施。
关键词:OPC;远程监控;瓦斯抽放正文: 瓦斯抽放监控是用来保障瓦斯抽放工作安全和稳定运行的重要技术手段之一。
随着科技的发展,利用OPC技术可以实现远程监控系统。
本文提出了一种基于OPC协议的远程瓦斯抽放监控系统,以解决现有瓦斯抽放监控技术存在的不足。
该系统主要包括4个技术模块:关键参数监测、智能调节、数据采集和分析处理模块。
首先,通过对传感器采集的数据进行统计分析,实现关键参数监测;其次,采用深度学习和神经网络算法进行信号处理,进行智能调节;第三,通过采用OPC协议对系统内的相关信号进行数据采集;最后,对采集的数据进行多维度分析,实现对系统的智能管理。
本文的设计为瓦斯抽放监控技术提供了一种新的思路,为今后的研究提供了参考。
对于瓦斯抽放监控系统来说,智能调节是一项重要的技术。
采用深度学习和神经网络算法可以实现对关键参数的实时监测和智能调节。
通过特定的学习算法,可以根据历史数据和当前数据,不断优化规则参数,从而构建出精确的模型。
这样就可以实现智能调节,预测系统的运行情况,并且在突发事件发生时能够快速做出反应和调整。
另外,系统数据采集也是必不可少的,实际上是一个基础性的工作。
系统的实时数据采集是瓦斯抽放监控的核心部分,可以实时获取系统内各个参数的值,以及反馈信号和报警信号等,因此需要选择一种合适的通信协议。
在本文中,我们采用OPC协议进行数据采集,它是一种屡试不爽的低成本、低功耗的通信协议,可以实现远程监控。
最后,我们对所采集的数据进行多维度分析,并且根据预设的参数,进行运行状态的综合评估,从而实现故障诊断和智能管理。
通过引入智能管理,可以自动识别系统中出现的问题,并为系统提供解决方案,提升瓦斯抽放系统的可靠性和稳定性。
摘要摘要OPC(OLEforPrOCesSC0ntr01)是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用,它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。
OPt的目的就是为自动控制和工业自动化领域提供一个开放的、可扩展性的、即插即用的工业标准。
本文在深入研究OPC技术、分布式对象技术和多层软件结构技术的基础上,设计了基于OPC规范的分布式远程监控系统的软件结构,完成了系统中的OPC报警与事件服务器和OPC历史数据服务器研制,并完善了原有的OPC数据存取服务器。
该分布式远程监控系统基于OPC规范,将三种OPC服务器有机地组织在一起。
其中,OPC数据服务器是基础,OPC报警与事件服务器建构在OPC数据服务器之上,并为其提供事件与报警服务,OPC历史数据服务器是支撑OPC数据服务器的协助者,三者相互协调,共同构成一个完整的0PC服务器。
同时,通过Java—COM桥接技术、JavaRMI技术,完成分布式的、远程设备监控要求。
本文设计的分布式远程监控系统符合OPt规范,采用面向对象的Java技术作为分稚式计算手段,充分集成了COM技术与Java技术的优点,具有良好的开放性、可扩展性和平台无关性特点。
具有较好的通用性,能够满足分布式远程监控系统的应用需求。
关键词:监控技术,分布式系统,OPC规范,JAVA技术华南理]:大学J:学硕+学位论文Abstrae'l:OPC(OLEforProcessControi),whichistheappliCationofMicrosoft’SObJectLinkingandEmbedding(OLE)technologyinProcesscoiltr01systefll,providesakindofStandardmechaniSillofthedataaccessforindustrYContr01field.ItisthemotivationforOPCt0prOVideallopen,extensible,plug—and—playindustrialstandardforinduStriala.1ltOlllatiOil.BasedOnadeepresearchOilOPCTechnOlogy。
OPC技术在风电场监控系统中的应用目前国内从事风电机组整机开发和研制的企业估计约40 多家,大型风电场中的风电机组和监控系统一般由多个厂商提供,各厂商的监控系统互不兼容,对风电场中不同类型风电机组的统一监控与管理则缺乏有效研究,难以进行统一维护与管理。
针对当前风电场中风机控制系统及电力监控系统多系统并存的情况,将OPC 技术引入其中,以实现风电场中风机控制系统和电气控制系统的无缝连接,解决了风电场多系统互联问题。
1. OPC 的关键技术OPC(OLE for Process Control)是对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用,为工业自动化软件的开发提供了统一的标准。
OPC 技术的目的就是为现场设备或数据库中的大量数据源之间的通信提供统一的传输标准,使得系统集成更加方便。
OPC 技术也是微软公司为了把Windows 应用于控制系统而和控制界共同推出的一项技术。
它以微软公司的组件对象模型/分布式组件对象模型(COM/DCOM)技术为基础,为工业控制软件定义了一套标准的对象、接口和属性,通过这些对象接口,实现了应用程序之间数据交换的标准化,从而大大提高自动化设备之间的开放性和互操作性。
与DCOM 技术随着软件技术的迅速发展,传统的程序升级已经不能满足技术发展的需要,解决这个问题的方法就是将应用程序分割成一些小的应用或组件,然后将这些组件在运行时组装起来形成应用程序。
在组件技术规范方面主要有两个标准,其中一个是由微软推出的组件对象模型(Component Object Model,COM)技术。
该技术提供了各个软件部件以标准模式在一起工作的框架和技术规范,此规范为了保证能够互操作、客户和组件应遵循的一些二进制和网络标准,任意的两。
43 2006年3月 水 电 厂 自 动 化 第1期 总第106期
基于OPC技术的励磁系统监控软件
卢 强 樊 联
(国电自动化研究院 江苏省南京市 210003)
【摘要】 针对本院开发的励磁系统需同时满足现地监控和远方监视,且易于同第三方监控软件集成的需求,提出了一种基于OPC技术的励磁系统监控软件的体系结构,同时阐述了具体的实现方法。
【关键词】 励磁 监控 OPC
【数据库分类号】 SZ03
0 引言
在励磁系统中,监控软件担任与励磁控制器通信,处理人机交互的重要角色,它直接和用户打交道,具有相当重要的地位。
在国电自动化研究院开发的新一代励磁调节器项目中,对励磁系统监控软件提出了以下要求:
(1)一套软件系统需要同时具备现地监控和远方监视的功能;
(2)远方监视计算机不直接和励磁控制器接口,不直接访问励磁控制器,不进行写操作;
(3)具有一定的开放性同时又必须具有安全性,在励磁系统通信协议不公开的情况下要求能方便和第三方软件接口。
针对以上需求,在详细论证和调研的基础上,我院采用了OPC(Ole for Process Control)技术来开发励磁系统监控软件。
1 OPC技术简介
OPC技术诞生以前,各种硬件设备和上层软件间接口并没有统一标准,对统一维护和管理带来很大困难。
OPC是为了不同厂商的设备和应用程序间软件接口标准化,使其相互间数据交换根据简单化的目的而提出的。
OPC技术基于Microsoft公司的DNA(Distributed Internet Application)构架和COM(Component Object Model)技术。
自1995年提出以来,OPC标准获得了广泛的认可和推广,被广泛应用于过程控制和制造自动化等应用领域[1]、[2]、[3]。
OPC是以OL E/COM机制作为应用程序的通信标准。
OL E/COM是一种客户/服务器模式,具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等特点。
应用程序采用OPC规范来开发,将具有以下优点:
(1)开放性:OPC规范了接口函数,不管现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从低层的开发中脱离出来。
(2)互联性:OPC规范以COM/DCOM为技术基础,可以将各个子系统从物理上分布于网络的不同节点上,从而实现远程调用。
(3)安全性:OPC提供基于DCOM的安全设置,对访问OPC Server的客户端进行相应的授权。
收稿日期:2005-09-02。
(4)高效性:采用OPC 规范体现了即插即用的功能,便于系统的组态化,降低系统复杂性,即提高了系统的开发效率,又提高了软件运行的可靠性和稳定性,便于系统升级与维护。
2 基于OPC 的励磁监控软件体系结构
根据励磁系统监控软件的实际需求,结合OPC 技术规范,体系结构的总体设计如图1所示。
图1 基于OPC 的励磁系统监控软件体系结构系统分三层。
设备层为电厂内所有
励磁调节器,根据现场需要可以是单套、
双套、或三套冗余。
现地控制层的每台调
节柜配备1台嵌入式触摸平板电脑,在其
上运行有自行开发的OPC Server 。
OPC
Server 根据南瑞定义的励磁通信协议与励
磁调节器通信,采集的实时数据有三个用
途:以OPC 规范对外转发、现地显示、按照
设定逻辑进行历史存盘。
远方管理层设
在中控室。
中控室的Web 服务器以OPC
规范接收本电厂所有励磁调节柜的实时
数据,并有选择地以ActiveX 技术在内部局域网内发布。
内部局域网内任1台计算
机可用网络浏览器来浏览励磁数据。
为安全起见,现地的平板电脑设定为只有Web 服务器一个OPC 客户端才能访问,访问的方向也是单向的,即Web 服务器只能从现地读取,不能写入。
由于采用OPC 技术和ActiveX 技术,现地的监控显示界面和远方的Web 浏览画面基本相同,只需要在配置文件中修改数据来源即可,大大减少了系统开发工作量。
3 技术实现
在励磁系统监控软件开发过程中,进行了OPC Server 的开发,OPC Client 实现,以及一些特殊功能如参数文件下载功能的开发。
以下对各个开发过程进行介绍。
3.1 OPC S erver 开发
一个设备的OPC Server 主要有两部分组成,一是OPC 标准接口的实现;二是与硬件设备的通信模块。
在OPC 标准接口中,IOPCServer 是OPC Server 的主接口,通过它实现OPC Server 在操作系统中的安装和注册。
此接口是必须要实现的,其所有方法也必须实现。
OPC Server 的开发主要工作量也在IOPCServer 接口的实现上。
OPC Server 的开发方式主要有两种,一种是源码级开发,一种是利用一些OPC 工具厂商提供的快速开发工具。
利用OPC 开发工具开发尽管会缺少一些灵活性,但由于其已经全部实现了OPC 的标准接口。
用户只要实现与设备通信部分即可,大大缩短了开发周期。
因此,我们的OPC Server 开发采用了沈阳自动化研究所的SIACON -SmartOPC 开发工具。
3.2 客户端实现方案
OPC 客户端通过OPC Server 支持的OPC 服务器对象来访问OPC Server 发布的点信息。
一个OPC 服务器对象的分层结构如图2所示。
OPC 对象中的最上层对象是OPC 服务器。
一个OPC 服务器里可以设置一个以上的OPC 组。
OPC 服务器经常对应于某种特定的控制设备。
OPC 组是可以进行某种目的数据访问的多个OPC 标签的集合,OPC 应用程序可以对同时需要更新的数据组成一组来
5
3 ・励磁调速・ 卢 强等 基于OPC 技术的励磁系统监控软件
图2 OPC 服务器对象
的分层结构进行访问,同时也可方便对组设置,如设置扫描周期、设置数据订阅等。
OPC 对象中最基本的对象是OPC 标签。
OPC 标签是OPC 服务器可认识的
数据定义,OPC 对象通过OPC 标签标识符来对标签进行访问。
为使监控软件的界面显示生动直观,开发过程中对一些现成的仪器
仪表控件包进行了二次开发,在这些ActiveX 控件的接口属性中添加了
对OPC 特性的支持,使得通过配置控件属性就能将OPC 标签数据映射
到控件数据接口上,实现了图形组态,方便了今后图形的调整修改。
同
时,ActiveX 技术的应用使得将监控软件转换为Web 应用变得极为简便。
3.3 实现参数文件下载
励磁控制系统中,需要用户经现地监控软件下载一些调节器所需参
数文件。
监控软件与调节器直接通信时,参数文件的下载不存在任何问题。
经过OPC 中间层时,由于OPC 通信的特点,参数文件的下载存在很
大困难。
为解决这个问题,参考文献[4],我们的解决方法如下:
(1)读入参数文件,按照制订的通信协议,将参数文件分割成合适大小的字符串。
(2)连接OPC Server ,建立OPC 对象,将字符串数值加到OPC 项集合中。
(3)监控软件执行OPC 写操作,将字符串数值发送到OPC Server 端。
(4)OPC Server 解析并还原参数文件,并下发到励磁调节器。
采用OPC 技术的励磁监控软件,目前已经实现了近1000个数据点,以250ms 为周期的实时数据采集。
经过较长时间烤机运行,系统运行可靠,OPC 技术在励磁系统中有一定推广价值。
参考文献
[1] 梁里金.OPC 技术在自动化监控系统的应用.自动化技术与应用,2005,24(2):69-71.
[2] 王鲲,袁中凡.OPC 接口技术在工业自动化系统中的应用.中国测试技术,2005,31(1):95-97.
[3] 吴学文,王志坚,索丽生等.基于OPC 的水资源实时监控管理系统体系结构设计研究.河海大学学报(自然科
学版),2004,32(6):689-692.
[4] 李光宇,袁爱进,唐明新等.OPC 客户应用程序实现组态、参数文件下载.控制工程,2005,12(1):61-63.卢 强 男,博士,工程师,从事水电自动化设备的设计工作。
樊 联 男,助理工程师,长期从事发电机励磁方面的工作。
(上接第27页)
3 结论
自2003年8月大广坝A GC 正式投入运行以来,大广坝水电厂的当值人员由原来的5人减少至3人,同时配合中调A GC 使海南电网系统中心频率由原来的50.20Hz 减为50.10Hz ,由此可见大广坝A GC 的修改、调试是成功的,影响是巨大、深远的。
参考资料
[1] NARI ACCESS 资料(第一卷).南京南瑞自动控制公司.
符文飚 男,助理工程师,维护部主任工程师,从事水电厂机电维护检修工作。
魏恩彬 男,副总经理,从事公司管理工作。
63
2006年3月 水 电 厂 自 动 化 第1期 总第106期。