OPC技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

A.風(fēng)電場(chǎng)前置機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于OPC定義了一套基于Microsoft OLE/COM或DCOM的接口訪問(wèn)方式，符合或支持OPC協(xié)議的應(yīng)用程序只要基于TCP/IP協(xié)議可以互相訪問(wèn)，就可以通過(guò)OPC協(xié)議交換數(shù)據(jù)。風(fēng)場(chǎng)前置接口機(jī)上安裝多塊網(wǎng)卡，需要和風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的監(jiān)控系統(tǒng)的工程師站相連，其IP地址設(shè)置成與工程師站在

同一網(wǎng)段即可。

由于目前各風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠商開(kāi)放程度的不同，丹麥的Vestas風(fēng)機(jī)開(kāi)發(fā)了OPC接口，用于第三方廠商的接入，西班牙歌美薩風(fēng)機(jī)是提供了其數(shù)據(jù)庫(kù)的接口軟件(DLL)，東汽、華銳等國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)是與風(fēng)機(jī)控制器進(jìn)行輪詢，轉(zhuǎn)發(fā)為MODBUS通訊協(xié)議，提供給第三方，由第三方完成。

B. 風(fēng)電場(chǎng)OPCSever接口軟件設(shè)計(jì)

本文以華銳風(fēng)機(jī)1500為例，介紹風(fēng)電場(chǎng)OPCSever接口軟件的設(shè)計(jì)方案。

華銳風(fēng)機(jī)是提供與風(fēng)機(jī)控制器的進(jìn)行通訊的MODBUS數(shù)據(jù)通訊服務(wù)器軟件，其軟件實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，我們?cè)O(shè)計(jì)將MODBUS/TCP包裝成OPCSever.在使用MODBUS/TCP協(xié)議規(guī)范時(shí)，采用面向連接的方法，在通信時(shí)要經(jīng)過(guò)建立連接、傳輸數(shù)據(jù)、釋放連接三個(gè)步驟。

a. MODBUS/TCP的報(bào)文解析

(1)MODBUS/TCP請(qǐng)求報(bào)文：00 00 00 00 00 06 01 03 00 01 00 78 16 31

前七位為MBAP頭，分別為事物處理標(biāo)識(shí)符高位(1位)，事物處理標(biāo)識(shí)符低位(1位)，協(xié)議標(biāo)識(shí)符(2位)，長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)符(2位)，單元標(biāo)識(shí)符(1位)。后七位為MODBUS請(qǐng)求報(bào)文，03為功能碼，為讀取保持寄存器的內(nèi)容，00 01為起始地址，00 78為寄存器數(shù)量，16 31為校驗(yàn)碼，校驗(yàn)方式為CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)。

(2)MODBUS/TCP接收?qǐng)?bào)文：00 00 00 00 00 F3 01 03 F0 00 00 40 E0…

從第十位開(kāi)始，采用單浮點(diǎn)型float，每?jī)晌粓?bào)文為一個(gè)寄存器響應(yīng)數(shù)據(jù)，其中高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。

b. OPCSever數(shù)據(jù)訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)

OPC數(shù)據(jù)存取服務(wù)器的主要功能是完成數(shù)的存取，OPCSever有4種數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法：同步數(shù)據(jù)訪問(wèn)，異步數(shù)據(jù)訪問(wèn)，刷新訪問(wèn)，訂閱方式訪問(wèn)。在本設(shè)計(jì)方案中，采用訂閱方式進(jìn)行訪問(wèn)，訪問(wèn)的數(shù)據(jù)在狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)主動(dòng)的通知客戶程序刷新數(shù)據(jù)。

報(bào)文解析Sockect通訊模塊實(shí)現(xiàn)與MODBUS/TCP服務(wù)器進(jìn)行讀寫操作，解析收到的報(bào)文。

OPC接口模塊是主要完成OPCSever、OPCGroup和OPCItem的定義、連接、添加和刪除等。其定義了訂閱方式進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)，OPC基金會(huì)提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口函數(shù)客戶以統(tǒng)一的方式去訪問(wèn)。

程序管理模塊主要是現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)視，測(cè)點(diǎn)信息的管理和從OPC接口模塊中接收的項(xiàng)信息，包括時(shí)間戳和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3. 結(jié)論

本文首先介紹了OPC的關(guān)鍵技術(shù)——COM和DCOM技術(shù)，然后對(duì)基于OPC技術(shù)的客戶機(jī)/服務(wù)器數(shù)據(jù)交換模型進(jìn)行了描述，最后詳細(xì)介紹了OPC技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用——OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。將OPC技術(shù)應(yīng)用與風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，從根本上解決了不同型號(hào)風(fēng)機(jī)設(shè)備之間的通訊問(wèn)題，使風(fēng)電場(chǎng)的集群管理更加方便。進(jìn)而，完善了風(fēng)電企業(yè)生產(chǎn)信息化管理平臺(tái)，提高信息化水平。(