OPC技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)監控系統中的應用

A.風(fēng)電場(chǎng)前置機數據采集系統設計

由于OPC定義了一套基于Microsoft OLE/COM或DCOM的接口訪(fǎng)問(wèn)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(fǎng)問(wèn)，就可以通過(guò)OPC協(xié)議交換數據。風(fēng)場(chǎng)前置接口機上安裝多塊網(wǎng)卡，需要和風(fēng)機生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的監控系統的工程師站相連，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(fēng)機生產(chǎn)廠(chǎng)商開(kāi)放程度的不同，丹麥的Vestas風(fēng)機開(kāi)發(fā)了OPC接口，用于第三方廠(chǎng)商的接入，西班牙歌美薩風(fēng)機是提供了其數據庫的接口軟件(DLL)，東汽、華銳等國產(chǎn)風(fēng)機是與風(fēng)機控制器進(jìn)行輪詢(xún)，轉發(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接口軟件設計

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

華銳風(fēng)機是提供與風(fēng)機控制器的進(jìn)行通訊的MODBUS數據通訊服務(wù)器軟件，其軟件實(shí)現與現場(chǎng)風(fēng)機進(jìn)行實(shí)時(shí)數據交互，我們設計將MODBUS/TCP包裝成OPCSever.在使用MODBUS/TCP協(xié)議規范時(shí)，采用面向連接的方法，在通信時(shí)要經(jīng)過(guò)建立連接、傳輸數據、釋放連接三個(gè)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(cháng)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容，00 01為起始地址，00 78為寄存器數量，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(kāi)始，采用單浮點(diǎn)型float，每?jì)晌粓笪臑橐粋€(gè)寄存器響應數據，其中高字節在前，低字節在后。

b. OPCSever數據訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)現

OPC數據存取服務(wù)器的主要功能是完成數的存取，OPCSever有4種數據訪(fǎng)問(wèn)方法：同步數據訪(fǎng)問(wèn)，異步數據訪(fǎng)問(wèn)，刷新訪(fǎng)問(wèn)，訂閱方式訪(fǎng)問(wèn)。在本設計方案中，采用訂閱方式進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，訪(fǎng)問(wèn)的數據在狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)主動(dòng)的通知客戶(hù)程序刷新數據。

報文解析Sockect通訊模塊實(shí)現與MODBUS/TCP服務(wù)器進(jìn)行讀寫(xiě)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(jìn)行數據訪(fǎng)問(wèn)，OPC基金會(huì )提供了標準的接口函數客戶(hù)以統一的方式去訪(fǎng)問(wèn)。

程序管理模塊主要是現場(chǎng)數據的監視，測點(diǎn)信息的管理和從OPC接口模塊中接收的項信息，包括時(shí)間戳和數據質(zhì)量。

3. 結論

本文首先介紹了OPC的關(guān)鍵技術(shù)——COM和DCOM技術(shù)，然后對基于OPC技術(shù)的客戶(hù)機/服務(wù)器數據交換模型進(jìn)行了描述，最后詳細介紹了OPC技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)監控系統中的應用——OPC數據采集系統的設計。將OPC技術(shù)應用與風(fēng)電場(chǎng)監控系統中，從根本上解決了不同型號風(fēng)機設備之間的通訊問(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，提高信息化水平。(