动力SCADA系统集成数据交互技术探究

胡忠福　汪华聪

摘 要：随着工厂自动化朝着智能化方向的发展，动力孤立的SCADA监控系统集成为集中监控平台成了日后发展的大趋势。利用集成各个系统的数据进行交互使用，有利于提高设备的操作、监视效率及负荷调整的及时性，降低生产成本；有利于打破系统间不同通信协议而造成仪器仪表难于接入的瓶颈，降低配件成本的重复投资。所以，文章着重探究集成数据的交互技术。

关键词：SCADA；系统集成；交互技术；opc；Kepware；GENSIS64

动力空压、制冷、空调、真空、锅炉、市政供水、配电是独立的能源生产过程控制系统。能源系统主要实现了水、蒸汽、压缩空气、电4种能源的计量和数据采集。各系统之间独立运行，相互间无信息交互。但是动力作为全厂的能源供给、转换、使用和监管部门，从设备操作、负荷调整和能源调度等方面几个系统之间密不可分地联系在一起。所以，孤立的监控系统集成为集中监控平台成为必然趋势，这样有利于提高设备的操作、监视效率及负荷调整的及时性，降低生产成本；有利于打破系统间不同通信协议而造成仪器仪表难于接入的瓶颈，降低配件成本的重复投资。

1 现状

目前动力系统各自建立了SCADA系统，因工作需要及地理位置形成了动力、锅炉、能源3个监控室：动力监控室包含了空压、真空、空调、制冷、配电5个独立的监控系统；锅炉监控室包含了锅炉、供水两个独立的监控系统；能管系统包含了全厂水、汽、气、电用能监控。造成一个个信息孤岛，无法对数据进行深度挖掘。

（1）各个系统之间控制及采集的PLC不同，也就造成了不同的通信协议（见表1）。

（2）网络为独立网络，没有互联互通，如图1所示。

2 解决方案

2.1 网络构架

建立动力生产网络（见图2）：结构为星形，采用10 M/100 M/ 1 000 Mbps自适应以太网，支持TCP/IP协议。将孤立系统接入网络中，实现互联互通。并和工厂的生产网络连通，方便集中监控平台的发布和MES系統的交互。

2.2 建立虚拟化平台

选用2台高性能的服务器以及存储设备建立一套资源池，利用VMware软件构建一套云端平台，将应用服务器运行在虚拟化平台，可在线调整应用服务器的资源配置。

2.3 OPC服务器

在虚拟化平台创建OPC应用服务器，运行Kepware软件，可实时采集各个系统数据。Kepware支持多种通信协议，可以采集各个厂家控制器的数据，同时通过OPC协议将数据送到SCADA软件平台。

2.4 实时数据库

在虚拟化平台创建实时数据库应用服务器，采用GENSIS64自动化套件中的Hyper History实时数据库软件，与OPC服务器进行通讯，采集opc实时数据并以1 s的时间间隔进行存储。

2.5 SCADA服务器

在虚拟化平台创建SCADA应用服务器，采用组态软件GENSIS64自动化套件中的GraphWorX组件，对动力的各个监控系统进行集中组态，实时监控各个系统的运行数据以及状态（见图3）。

另外，SCADA服务器与实时数据库进行通信，完成数据交互，在GraphWorx中利用TrendWorXView控件抽取实时数据库所存储的数据进行趋势曲线的展示。

3 结语

通过这次网络、虚拟平台的建设，利用Kepware软件支持多种通信协议的功能，打破了系统间不同通信协议而造成仪器仪表难于接入的瓶颈；并利用ICONICS公司的GENESIS64组态软件进行数据交互，提高了设备操作、监视效率及负荷调整的及时性。实现了可靠、完整的集中监控平台，又有很强的横向和纵向扩展功能。也为大数据分析、专家库、3D自动巡检等数据应用功能打下坚实基础。

同时，在工厂生产网络原有的安全防护基础上，增加了系统端口封堵，底层电脑禁用USB接口、安装防毒软件、操作采用C/S架构、多用户管理，操作审计记录等安全措施，使得整个系统更加安全可靠。

[参考文献]

[1]昭通卷烟厂.能管建设项目技术方案[Z].昭通卷烟厂，2018.

[2]日本OPC协会.OPC程序应用入门[Z].郑立，译.OPC中国促进会，2010.

[3]美国标志科技.GENESIS64中文标准培训手册[Z].美国标志科技，2015.