议锅炉控制系统中OPC技术与PLC的应用

2022-09-11

一、OPC技术与PLC概述

OPC主要以OLE/COM/DCOM技术为基础, 通过客户/服务器模式, 为自动化软件开发提供统一的标准, 这一标准定义了应用micosoft操作系统在计算机客户端之间的自动交换以及实时数据传输方式。其本质就是为自动化软件开发商与硬件供应商制定了一个较为有效的规则, 以便实现应用程序与操作系统之间的相互协议。这一标准的制定, 减少了软件开发过程中的重复性, 并且提高了自动化系统的可操作性与开放性。

OPC技术的直线主要依靠服务器以及客户应用两大部分。利用COM接口, 客户程序能够与多个服务器进行连接, 并且每一个服务器都能够与多个客户程序相连, 想成两两对应的关系。通过无缝集成能够实现OPC产品的系统集成。其中OPC服务器属于现场数据源程序, 能够对现场设备数据进行收集, 并将这些数据通过专用接口传输给客户端。OPC客户应用实质上属于一个数据接收程序, 包括人机界面、处理软件以及数据采集等。

由于OPC技术采用统一的数据接口, 在控制系统中的应用, 提高了系统的开放性, 实现了数据信息之间的共享, 用户在使用方面更加便利。

可编程逻辑控制器, 简称PLC, 采用一种可以进行编程的存储器, 进行内部程序的运行, 并执行逻辑计算等, 并对面向客户的指令, 包括定时、顺序控制、算术等, 通过数字或者模拟控制等方式, 控制生产机械。其优势在于: (1) PLC采用程序实施控制, 通过不同信号的输出, 实现了对控制动作的软控制, 避免频繁接触问题, 能有效的降低故障发生率; (2) 采用PLC控制, 能够实现多逻辑动作控制。 (3) 由于PLC控制具有可编程特性, 能够取代传统的切电阻调速方式, 能够对电机进行缓慢调速, 对系统稳定性不会造成太大的干扰。

二、锅炉控制系统中对OPC技术与PLC的应用

1. 锅炉控制系统的构成

基于OPC技术与PLC的锅炉控制系统, 一般由下位机、上位机、通讯系统、软件系统等组成。一般来说, PLC充当下位机对系统模拟量信号以及开关量信号进行处理;软件系统作为客户端供用户使用;网络通讯系统方便控制系统之间的沟通, 实现了数据信息共享。

2. 锅炉控制系统软件设计

PLC在锅炉控制系统中的应用, 不仅需要进行合理的硬件配置, 还需要在软件系统中实施硬件组态, 包括组态机架与网络, 同时对机架与模块的地址进行分配, 对相关预置参数进行修改, 并通过分布式网路进行主站连接。这样才能保证在硬件组态、存盘以及下载到主机后, 控制系统硬件能够正常运行。在软件程序设计中, 一般采用模块化结构, 便于系统组态, 包括信号采集、A/D转换、故障处理、数字滤波、参数调节等等。

3. 控制系统上位机设计

上位机采用工控机以及组态软件。在设计方面, 首先根据锅炉控制系统的具体要求, 将WINCC设计为OPC client, 然后通过server对现场设备数据进行收集获取, 并利用组态软件系统中的图形库对实际锅炉系统进行模拟, 并利用收集到的数据以及现场显示画面进行有机的组合, 形成直观的视觉图形。再次, 对组态软件系统内部的I/O变量进行定义, 创建新的数据库, 但变量名应该与系统相应变量名保持一致, 之后对每一个变量进行属性定义, 通过变量连接, 将锅炉现场的运行情况实时的以动画形式反映到屏幕上, 方便控制人员对现场运行情况进行实时监控, 也便于操作员发布指令能够顺利的传到现场。

4. 控制系统通讯技术的实现

利用OPC技术, 能够实现锅炉控制系统内部的通讯, 在实现过程中主要分为以下几个步骤: (1) 通过专用的软件, 完成锅炉控制系统工程内部编程与建立, 编程过程中需要配备好OPC符号表。值得注意的是, 符号表名称禁止使用中文, 这样才能符合OPC要求, 避免通讯出错。 (2) 在计算机ACCESS中将OPC符号表导入, 并设置通讯访问通道。另外, 在控制面板中进行接口参数的设置, Access Point of the Application中选择Computing, 在Interface中选择参数PC/PPI Cable。 (3) 之后进入Win CC变量管理其界面, 并添加一个新的驱动程序, 选择OPC CHN, OPC属性定义时点击浏览, 选择适当的浏览路径, 并按照相关的指示将变量导入到wincc, 最后建立于监控变量相对应的变量, 这样就实现了控制系统与wincc之间的通讯。

总结

基于OPC技术与PLC的锅炉控制系统, 由于自动化程度高、运行效率高、可靠性大等优点, 受到了广泛的应用。经过近两年的使用, 证明了这一锅炉控制系统运行安全稳定, 系统设计、操作等相对方面, 具有很强的推广价值。

摘要：锅炉企业是我国能源消耗产业重要的组成部分, 是我国国民经济中不可缺少的一部分。现阶段, 中小型锅炉运行过程中, 存在耗能量大、效率低、自动化程度低、劳动量大、污染多等缺点, 为了适应社会的发展以及节能环保需求, 采用先进的技术提高锅炉控制系统性能已经成为必要的趋势。本文提出了一种基于OPC技术与PLC的锅炉控制体系, 供有关人员参考。

关键词：锅炉控制系统,OPC,PLC