OPC技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)監控系統中的應用

目前國內從事風(fēng)電機組整機開(kāi)發(fā)和研制的企業(yè)估計約40多家，大型風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)電機組和監控系統一般由多個(gè)廠(chǎng)商提供，各廠(chǎng)商的監控系統互不兼容，對風(fēng)電場(chǎng)中不同類(lèi)型風(fēng)電機組的統一監控與管理則缺乏有效研究，難以進(jìn)行統一維護與管理。針對當前風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機控制系統及電力監控系統多系統并存的情況，將OPC技術(shù)引入其中，以實(shí)現風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機控制系統和電氣控制系統的無(wú)縫連接，解決了風(fēng)電場(chǎng)多系統互聯(lián)問(wèn)題。

1. OPC的關(guān)鍵技術(shù)

OPC(OLE for Process Control)是對象鏈接和嵌入技術(shù)在過(guò)程控制方面的應用，為工業(yè)自動(dòng)化軟件的開(kāi)發(fā)提供了統一的標準。OPC技術(shù)的目的就是為現場(chǎng)設備或數據庫中的大量數據源之間的通信提供統一的傳輸標準，使得系統集成更加方便。OPC技術(shù)也是微軟公司為了把Windows應用于控制系統而和控制界共同推出的一項技術(shù)。它以微軟公司的組件對象模型/分布式組件對象模型(COM/DCOM)技術(shù)為基礎，為工業(yè)控制軟件定義了一套標準的對象、接口和屬性，通過(guò)這些對象接口，實(shí)現了應用程序之間數據交換的標準化，從而大大提高自動(dòng)化設備之間的開(kāi)放性和互操作性。

A.COM與DCOM技術(shù)

隨著(zhù)軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統的程序升級已經(jīng)不能滿(mǎn)足技術(shù)發(fā)展的需要，解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是將應用程序分割成一些小的應用或組件，然后將這些組件在運行時(shí)組裝起來(lái)形成應用程序。在組件技術(shù)規范方面主要有兩個(gè)標準，其中一個(gè)是由微軟推出的組件對象模型(Component Object Model，COM)技術(shù)。該技術(shù)提供了各個(gè)軟件部件以標準模式在一起工作的框架和技術(shù)規范，此規范為了保證能夠互操作、客戶(hù)和組件應遵循的一些二進(jìn)制和網(wǎng)絡(luò )標準，任意的兩個(gè)組件之間可以在不同的操作環(huán)境下進(jìn)行通訊，甚至使用不同的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的組件也能實(shí)現。COM是一種軟件組件間相互數據交換的有效方法。

COM接口的COM規范中最重要的部分，COM規范的核心內容就是對接口的定義，COM都是以接口的形式出現。組件與組件之間、組件與客戶(hù)程序之間都要通過(guò)接口進(jìn)行交互。接口成員函數將負責為客戶(hù)過(guò)其他組件提供服務(wù)。對于COM來(lái)說(shuō)，接口是一個(gè)包含一個(gè)函數指針數組的內存結構。對于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，一個(gè)組件就是一個(gè)接口集，任何一個(gè)具備相同接口的組件都可對組件都可以對此進(jìn)行相對于其他組件透明的替換。

B.基于OPC的客戶(hù)機/服務(wù)器數據交換模型

COM技術(shù)的出現為控制設備和控制管理系統之間的數據交換簡(jiǎn)單化提供了技術(shù)基礎。但是如果不提供各異標準的化COM接口，各個(gè)控制設備廠(chǎng)家的COM組件之間的相互連接仍然是不可能的。

隨著(zhù)基于OPC標準的控制組件的推廣和普及，不僅使控制系統功能的增減和組件的置換更加簡(jiǎn)單，而且使過(guò)程數據的訪(fǎng)問(wèn)也變得容易。比如，符合OPC規范的過(guò)程控制程序可以直接和數據分析軟件包或電子表格應用程序連接。

2.OPC數據采集系統設計

在傳統的數據采集系統中，監控與數據采集系統(SCADA)、人機接口(HMI)、組態(tài)軟件等應用程序都是通過(guò)驅動(dòng)程序與現場(chǎng)設備進(jìn)行通信的，但驅動(dòng)程序有著(zhù)它自身的局限性，如同一設備為適應不同的客戶(hù)端應用程序需要開(kāi)發(fā)不同的驅動(dòng)程序，造成勞動(dòng)重復。一旦硬件設備升級，先前開(kāi)發(fā)的驅動(dòng)程序也應做相應的修改。驅動(dòng)程序一般采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)的形式，動(dòng)態(tài)數據交換(DDE)是其進(jìn)行數據交換的主要方式，但這種方式不允許多個(gè)應用程序同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)設備。