OPC技术在基于Wincc的选煤厂实时监控系统中的应用

朱正军

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

OPC技术在基于Wincc的选煤厂实时监控系统中的应用

朱正军1,2

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

在Wincc平台上采用OPC技术，将选煤厂中来自不同厂家、使用不同控制器的设备或子系统集成，即可架构统一的实时监控系统，实现对全厂设备运行情况的实时监控。就山西兴县东风选煤厂的实时监控系统来说，只需编写一个Wincc程序，就可实现对集中启停车系统、密度控制系统、浮选自动加药系统等的实时监控，既能降低开发工作量和成本，又便于管理操作，且扩展十分方便。

OPC技术；Wincc组态软件；实时监控系统

根据我国煤炭工业规模化、集约化发展要求，选煤厂规模化、装备大型化、生产自动化成为选煤工业的发展方向，大型、可靠、自动化选煤技术成为主要发展趋势[1]。目前，我国选煤厂已经出现各种各样的自动化设备和系统，如跳汰机、浓缩机、压滤机集中启停车控制系统，密度控制系统，浮选自动加药系统[2]等。这些设备和方案往往来自不同的厂家，采用不同品牌的控制器和仪表，且配备有各自的上位机监控程序。如果对每个系统都单独监控，既不便于管理，又浪费资源，还会增加设计人员的工作量。如何方便、快捷地架构一个完善的实时监控系统，实现对所有设备的监控和操作是一个亟待解决的问题。OPC技术与Wincc组态软件的联合应用能够很好的解决这个问题[3]。

1 OPC技术的应用特点

1.1 OPC技术概述

OPC是Object Linking and Embedding for Process Control的缩写，即把OLE应用于工业控制领域，它不是纯粹的硬件或软件，而是一种标准与规范。OPC规范的实质包括服务器和客户端两部分，服务器的功能是与下位机进行数据交换，其中包含大量的通讯程序和数据存贮程序[4]，同时提供标准的OPC接口，供客户端程序使用。程序接口实现标准化后，软件商只需开发面对服务器的程序，而不用针对不同的硬件设备开发不同的硬件驱动程序[5]。OPC系统配置示意图如图1所示。

图1 OPC系统配置示意图

OPC服务器软件和设备由设备厂家提供，OPC客户端程序既可以自己开发，又可以使用现有的监控组态软件编写，配置好客户端与服务器端的OPC接口即可实现实时通讯[6]。只要符合OPC服务器的规范，OPC客户端都可与其进行数据交互，而无需了解设备究竟是PLC还是仪表[7]；甚至可以在数据库上建立OPC规范，使OPC客户与其进行数据交互。通过标准的OPC接口，不同制造商的设备和应用程序能以统一的方式相互结合。

1.2 Wincc作为OPC客户端的优势

在以往的选煤厂集中控制系统设计中，Wincc的稳定性和强大功能已经得到广泛认可。它提供了所有最重要的通讯通道，除了用于连接到Simatic S5/S7/505控制器的通讯专用通道外，还有如OPC、Profibus-DP/FMS和DDE等非专用通道[8]。由于主流的控制器制造商都为其硬件提供了相应的OPC服务器，因而事实上可以不受限制地将各种硬件连接到Wincc。只要装上相应的OPC服务器软件，就可使用Wincc作为客户端通过OPC通道访问服务器数据。而且Wincc本身既可以作为OPC客户端，又可以作为OPC服务器，十分便于扩展[9]。

采用Wincc和OPC功能编写上位机程序，既保留了Wincc运行稳定、操作简单、运行界面友好的特点，又能与任何支持OPC功能的控制器或智能仪表进行通讯。由于主流的控制器都支持OPC功能与以太网通讯，程序开发人员无需掌握种类繁多的组态软件，只需编写一个Wincc程序，通过OPC功能将不同的系统集成即可，大大降低了软硬件的成本投入。如果有更多的设备加入系统，硬件上只需增加一根网线，软件上安装该设备相应的OPC服务器软件即可。

2 实时监控系统的实现

以山西兴县东风选煤厂的实时监控系统为例，详细说明OPC技术与Wincc组态软件的联合应用情况。该选煤厂是一座原煤洗选能力为1.20 Mt/a的炼焦煤选煤厂，采用重介选煤工艺。在实时监控系统设计中，上位机采用西门子公司的Wincc6.2组态软件，需要监控的设备包括罗克韦尔公司和西门子公司两个品牌不同的控制器，即集中启停车系统、密度控制系统、浮选自动加药系统使用的是罗克韦尔公司的控制器，浓缩机使用的是西门子200控制器。

在监控系统中，Wincc作为客户端，罗克韦尔公司的RSLinx软件[10]和西门子公司的Pc Acess软件分别作为服务器，其中Rslinx用于监控集控、密控、浮选自动加药系统中的下位机数据，作为OPC的服务器1；Pc Acess用于监控由西门子200控制器控制的浓缩机的运行数据，作为OPC服务器2。客户端与服务器之间通过OPC通道交换数据。为实现对有关系统设备的统一监控，在组态软件Wincc6.2的基础上，结合OPC技术编写上位机监控程序。实时监控系统结构示意图如图2所示。

图2 实时监控系统结构示意图

在工控机上安装好Wincc、Rslinx和Pcacess软件，接下来主要介绍Wincc和RSLinx的OPC通讯过程，总的来说可以分为五步，具体步骤如下：

第一步：在Wincc中添加OPC驱动程序，如图3所示。

第二步：新建驱动程序连接，如图4所示。

图4 添加驱动程序连接

第三步：指定系统参数，如图5所示。

图5 指定系统参数

第四步：通过Rslinx连接各子系统中的1769-L32E、1769-L33、1766-L32aa控制器。RSLinx 配置好后，在Wincc里新建用于监控的变量。RSLinx与罗克韦尔公司PLC的通讯，参照相关操作说明处理。

第五步：OPC变量在Wincc变量中属于外部变量，系统要求提供外部变量的参考地址，即要进行OPC 通讯的数据的地址。利用RSLinx的Edit菜单下的Copy DDE/OPC Link功能，找到要通讯的地址的OPC 链接格式。连接方法如图6所示。

图6 连接OPC变量

完成上述五个步骤后，Wincc就可以作为OPC客户端，通过Rslinx服务器监控并操作集控、密控、浮选自动加药系统。同理，Wincc也可通过Pcacess监控使用西门子200控制器的浓缩机运行状况。

3 结语

通过OPC技术将罗克韦尔公司和西门子公司不同系列的控制器集成到一个实时监控系统中，解决了不同厂家设备难以集中监控的难题。这样不但降低了硬件成本，而且减小了软件开发的工作量，便于用户操作使用。随着选煤厂自动化程度的提高，必将有更多的设备和系统需要加入到实时监控系统，该技术也将得到更广泛的应用。

[1] 程宏志.发展煤炭洗选 促进节能减排[C]//《选煤技术》编辑部. 2014 年全国选煤学术交流会论文集. 唐山：《选煤技术》杂志出版社，2014:1-4.

[2] 史记录，朱正军.浮选自动加药装置的研制与应用[J].选煤技术，2014(3).

[3] (德)马 科. OPC统一架构[M]. 马国华，译.北京:机械工业出版社，2012.

[4] 范文庆，周彬彬，安 靖. Windows API开发详解[M]. 北京:人民邮电出版社,2011.

[5] 施 仁.自动化仪表与过程控制(第五版)[M].北京:电子工业出版社，2011.

[6] 苏昆哲.深入浅出西门子WINCC V6[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[7] 刘华波，王 雪，何文雪,等.组态软件Wincc及其应用[M].北京:机械工业出版社,2009.

[8] 廖常初. S7300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[9] 梁绵鑫,边春元.Wincc基础及应用开发指南[M].北京：机械工业出版社，2009.

[10] 钱晓龙，赵 强，李成铁.ControlLogix系统组态与编程：现代控制工程设计[M].北京：机械工业出版社，2013.

The application of OPC in the real-time monitoring system based on Wincc of coal preparation plant

ZHU Zheng- jun1,2

(1. China Coal Technology & Engineering Group Tangshan Research Institute Co., Ltd., Tangshan, Hebei 063012,China; 2.Coal Preparation Engineering & Technology Research Center of Hebei Province, Tangshan, Hebei 063012,China)

Equipment operation can be real-time monitored by a system with OPC on the Wincc platform. This integrated system consists of different device or subsystem that use different controllers in coal preparation plant. In Dongfeng coal preparation plant of Xing county of Shanxi province, all that is needed to program a Wincc, so that real-time central control system monitoring is achieved, such as start-up and shut-down system, density control system, automatic flotation reagent adding system and so on. It is easy to manage coal preparation plant and expand system as well as can reduce cost and workload.

OPC; configuration software of Wincc；real -time monitoring system

TD948.9

A

1001-3571(2015)04-0079-03

2015-04-07

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.022

朱正军(1987—)，男，湖北省荆州市人，助理工程师，硕士，从事选煤厂电气控制和供配电设计调试工作。

E-mail：18633966869@126.com Tel：18633966869