OPC技術在風電場監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

A.風電場前置機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

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

同一網(wǎng)段即可。

由于目前各風機生產(chǎn)廠商開放程度的不同，丹麥的Vestas風機開發(fā)了OPC接口，用于第三方廠商的接入，西班牙歌美薩風機是提供了其數(shù)據(jù)庫的接口軟件(DLL)，東汽、華銳等國產(chǎn)風機是與風機控制器進行輪詢，轉(zhuǎn)發(fā)為MODBUS通訊協(xié)議，提供給第三方，由第三方完成。

B. 風電場OPCSever接口軟件設計

本文以華銳風機1500為例，介紹風電場OPCSever接口軟件的設計方案。

華銳風機是提供與風機控制器的進行通訊的MODBUS數(shù)據(jù)通訊服務器軟件，其軟件實現(xiàn)與現(xiàn)場風機進行實時數(shù)據(jù)交互，我們設計將MODBUS/TCP包裝成OPCSever.在使用MODBUS/TCP協(xié)議規(guī)范時，采用面向連接的方法，在通信時要經(jīng)過建立連接、傳輸數(shù)據(jù)、釋放連接三個步驟。

a. MODBUS/TCP的報文解析

(1)MODBUS/TCP請求報文：00 00 00 00 00 06 01 03 00 01 00 78 16 31

前七位為MBAP頭，分別為事物處理標識符高位(1位)，事物處理標識符低位(1位)，協(xié)議標識符(2位)，長度標識符(2位)，單元標識符(1位)。后七位為MODBUS請求報文，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為校驗碼，校驗方式為CRC循環(huán)冗余校驗。

(2)MODBUS/TCP接收報文：00 00 00 00 00 F3 01 03 F0 00 00 40 E0…

從第十位開始，采用單浮點型float，每兩位報文為一個寄存器響應數(shù)據(jù)，其中高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。

b. OPCSever數(shù)據(jù)訪問的實現(xiàn)

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

報文解析Sockect通訊模塊實現(xiàn)與MODBUS/TCP服務器進行讀寫操作，解析收到的報文。

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行數(shù)據(jù)訪問，OPC基金會提供了標準的接口函數(shù)客戶以統(tǒng)一的方式去訪問。

程序管理模塊主要是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)視，測點信息的管理和從OPC接口模塊中接收的項信息，包括時間戳和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3. 結論

本文首先介紹了OPC的關鍵技術——COM和DCOM技術，然后對基于OPC技術的客戶機/服務器數(shù)據(jù)交換模型進行了描述，最后詳細介紹了OPC技術在風電場監(jiān)控系統(tǒng)中的應用——OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。將OPC技術應用與風電場監(jiān)控系統(tǒng)中，從根本上解決了不同型號風機設備之間的通訊問題，使風電場的集群管理更加方便。進而，完善了風電企業(yè)生產(chǎn)信息化管理平臺，提高信息化水平。(