OPC技术在高速公路电力监控系统的应用

ＮＥＷＳＯＦＴ　广州新软　仝围领先ＥＩ－［￣系统促供商　ＯＰＣ技术在高速公路电力监控系统的应用　引言　目前，电力监控系统中自动化设备的种类繁多，涉及到　的规约多种多样，要建立一个监控系统，需要在规约处理上　花费大量的时问和精力。另外，高速公路变电所数量多、间　隔距离长，部分高速公路还具有多个管理中心（所），这些　客观原因致使软件开发人员在实时数据共享方面的工作量大　大增加。ＯＰＣ（ＯＬＥ　ｆｏｒ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏ１）作为硬件和软件　之间的一个中间件，解决了上述问题，它为工业计算环境提　供了一种使不同的客户软件能够访问任意数据源的标准。开　发人员可以开发一个高度优化的、可重用的ＯＰＣ　ＳＥＲＶＥＲ　访问底层的硬件，并将数据以ＯＰＣ接口方式提供给任何的客　户端软件。ＯＰ　Ｃ建立了一组符合工业控制要求的接口规范，　使控制软件可以高效稳定地对硬件设备进行数据存取，系统　应用软件之间也可以灵活地进行信息交互，大大提高了现场　总线系统的互操作性和适应性。　ＯＰＣ标准技术特点　ＯＰＣ是应用于工业控制领域的ＯＬＥ（Ｏｂｊｅｃｔ　Ｌｉｎｋｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）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，也是专门为在现场设　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。基于ＯＰＣ规范的ＯＰＣ　Ｃｌｅｉｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ作为　工控系统的中间件，已经得到了广泛的应用。　目前，大多数Ｃｌｅｉｎｔ／ｓｅｒｖｅｒ应用模式中，并没有通用的标　准设备接口，各厂家只能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。　ＯＰ　Ｃ定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。　ＯＰＣ技术的实现包括ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ和ＯＰＣ　Ｃｌｅｉｎｔ两部ｆ＞ｏ　广东新粤交通投资有限公司曾瀚鹏　通常把符合ＯＰＣ规范的设备驱动程序称为ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ，而将　符合ＯＰＣ规范的应用软件统称为ＯＰＣ　Ｃｌｅｉｎｔ。ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ充　当客户端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，客户端都能以统一的方式去访问。　在客户端和ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ￣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”，它明确定义了客户端与ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ之间　的通信机制，是连接客户端同ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ的桥梁和纽带。　高速公路电力监控系统　系统网络结构　以深汕西高速公路为例，其电力监控系统主要对４个隧　道变电所的供电线路及有关智能设备实现监测和控制功能。　系统结构如图ｌｉｆｊ￣示。　图１深汕西高速公路电力监控系统系统结构　本系统需要监控的设备包括高低压测控装置、Ｕ　ＰＳ、　ＥＰＳ、发电机控制器和变压器温控仪，由于该高速公路已经　运营多年，各种新、旧智能设备品牌繁杂，设计的规约更是　五花Ｊｋｆ］。另外，由于需要在隧道所和管理中心同时监控，　２０１００８中国交通信息化１　３１　ＷＷＷ　ｅＨＩＮＡ！ＴＳ　ＣＮ　传雷　因此实时共享相关的数据显得十分需要。　系统软件功能　为了保证高速公路的供电安全，高速公路电力监控系统　实现对供配电系统的“遥信、遥测、遥控”。因此，该系统　应具备如下功能：　１．数据采集和储存。系统２４小时实时采集各变电所高　低压测控装置、Ｕ　ＰＳ、ＥＰＳ、发电机和变压器的运行参数，　并存人历史数据库。　２．控制功能。管理人员可在管理中心根据需要对高低　压开关进行分、合闸操作。　３．显示和报警功能。实时显示各设备的运行参数，并将报　警信息通过文字、表格、声、光等方式提醒监控人员。报警信息　包括模拟量数据越限、开关状态的改变、运行工况异常报警等。　４．数据查询及报表。从历史数据库中查找设备的历史　运行参数、报警数据等，并根据历史数据生成相应报表。　系统软件结构　高速公路电力监控系统是一个包含通信、控制、数据管　理于一体、由多厂家机电设备构成的系统集成，这就要求系　统必须具备开放性和互操作性；系统２４小时的不问断监控要　求系统具有高度的可靠性。在系统设计时，我们采用了ＯＰＣ　技术，从而实现了管理中心、隧道所与多种现场设备级的数　据信息交互。如图２所示，系统软件由ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ、应用程　序和历史数据库３部分组成。　图２系统软件结构　ＯＰＧ　Ｓｅｒｖｅｒ－－方面与各种现场设备进行通信，获取设备　运行数据和发送控制指令给设备，另一方面提供ＯＰＣ接口与　作为ＯＰＣ　Ｃｌｅｉｎｔ的应用程序交换数据。由于ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ需　要同时在数条通道与大量的设备进行通信。　应用程序作为监控人员和系统的界面，实现系统软件的　大部分功能。并作为ＯＰＣ　Ｃｌｅｉｎｔ从ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ取得各现场　１　３２中国交通信息化２０１０　０８　ｗＷＷ　ＣＨ　ＪＮＡ｝ＴＳ　ＣＫ　设备的实时数据，以及将控制命令发给ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ；同时，　也将各种数据保存到历史数据库。　历史数据库则用于保存设备的运行数据和报警数据，采　用ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ　２００５。　ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ开发　虽然市面上有很多现成的ＯＰ　Ｃ　Ｓｅｒｖｅｒ，但是由于供电系　统设备的通信协议五花八门，大多都不是采用标准的通信协　议，为了缩短开发周期以及增加可靠胜，采用了ＴｕｏＬｉｎ　ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ　Ｒａｐｉｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｋｉｔ。图３为ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ的流程　图，主要步骤是：①对ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ初始化；②注册回调函数；　③设置ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ的名称、版本、描述、生产厂商等；④添加点　（Ｔａ　ｇ）并设置点的名称、数据类型、初始数据质量、是否可写　等；⑤与各设备通信，采集运行数据，该部分需根据各设备不同　的通信协议进行开发；⑥根据采集到的数据刷新点的数据；⑦　若要推出ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ，则删除所有的点；⑧对ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ／￣　初始化。正常运行时，⑤和⑥不断循环，不断刷新运行数据。由　于设备众多，⑤和⑥采用多线程技术，以避免引起系统崩溃。　名称、版本、描述等）：　嚷器　括　　添　墨搴　姜壑　数　图３　ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ的软件流程图　结束语　０Ｐ　Ｃ技术提供了一种开放、高效的通信机制，它给高　速公路电力监控系统提供了一种一致的存取现场设备数据的　方法，大大提高了系统软件的开发速度并减少软件的维护工　作。工作实践证明，基于ＯＰ　Ｃ技术建立起来的高速公路电力　监控系统运行情况稳定良好，满足了目前高速公路电力监控　的要求。皿