基于OPC通信技术的空气压缩机站监控网络

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中国矿业大学和位于济宁市微山县的枣庄矿业（集团）公司高庄煤矿通过分析平顶山煤业（集团）有限责任公司煤矿地面空气压缩机机房的实际运行状况，利用OPC技术设计了空气压缩机站监控网络，实现了多台空气压缩机上下位机间的通信，增强了监控管理的灵活性和可控性。

OPC是Object Linking and Embedding for Process Control的缩写，以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用先进的Client/Server模式，为工业自动化面向对象的开发研究提供了1个平台和统一的接口标准。⑴现场概况。该空气压缩机机房配备了7台空气压缩机。其中，3台为无锡LGD355/077型螺杆式空气压缩机，内置西门子200PLC；4台为上海BLT475W-66/8型螺杆式空气压缩机，内置MAM KY02S控制器。为了实现螺杆式空气压缩机与调度室PC间的数据通信，他们研究了OPC技术及其数据采集基本原理，提出了基于opc技术的空气压缩机监控网络架构，建立了三层架构的空气压缩机站监控网络，对现场硬件I/O进行配置，并且利用PC Access及WinCC软件设计，实现了上位机与西门子S7-200PLC间的数据交互和3台空气压缩机的模拟量数据采集。监控网络有设备层、OPC服务器层和管理层3层。其中，设备层包含了空气压缩机站设备及相关的监测传感器；OPC服务器通过DP协议与设备层进行数据交换；在管理层中，优先级最高的管理层主要用于实现远方对现场和现场对设备层的控制和管理功能。现场客户端实际测试的结果表明，此系统通信质量良好，数据传输稳定、可靠。⑵系统硬件I/O配置。西门子200系列的CPU226CN拥有2个MPI口，其中PORT0已被空气压缩机上的触摸屏占用，所以通过串接3台LGD空气压缩机CPU上剩余的PORT1口至调度室工控机，完成系统硬件架构的搭建。⑶通讯设置。搭建了硬件网络，接着在PC机端对PC Access软件进行相关设置，即可采集现场数据。①建立PLC与变量连接。设计选用的软件版本为PC Access V10 incl.SP3。打开PC Access软件，新建项目“LGD_Communication_OPC”。在“MicroWin”中依次添加3台无锡空气压缩机PLC，并且添加需要读取的模拟量数据，可以建立1个文件夹，将同类数据整合在一起管理。模拟量数据的地址和数据类型都可以在“Item Properties”中进行设置。添加模拟量采集项目时，先定义项目的符号名――“Status_LGD3”，再定义内存数据地址为“VW30”，数据类型为“WORD”，选择数据访问类型为“（只读）”，还有“Write（只写）”和“Read/Write（读/写），接着设定数据的上下限，最后是注释。②PG/PC接口及MPI地址设置。设置数据通讯方式，选择MPI模式，依次为3台PLC设置MPI地址，对应的机号为3#、4#、5#。③客户端测试。点击按钮，将3台空气压缩机的模拟量数据进行通讯测试。为了防止工作人员擅自使用工控机，现场工控机被限制USB端口，所以在个人笔记本电脑上作演示，其通信质量为Bad而且无数据上传；但是经过现场测试，通信质量良好。④建立PC Access与WinCC的连接。打开WinCC软件，通过项目中的“变量管理”添加“OPC.chn”驱动程序，并且修改其系统参数，找到PC Access中设置好的项目变量，完成“S7 200_OPC Server”的创建。