鉴于OPC通信的空压机站监控分析

随着自动化技术的发展，生产规模的扩大，系统复杂程度的提高，自动化领域的设计需要随时更新和集成现场信息［1］。传统的控制系统由于各设备之间及软件之间接口相互独立，往往需要对应的驱动程序才能实现信息传递，不便于系统的改造和升级［2］。opc技术的出现有效解决了这些问题，使系统的灵活性大幅增加，信息交换处理更为便捷，从本质上实现了工业控制系统的即插即用模式［3］。

空压机是煤矿生产的重要设备，其安全与高效运转是保证煤矿正常生产的前提，必须对空压机运转过程中主要技术参数进行实时监控和安全保护。当多台同时工作的空压机通过控制联网，有利于充分发挥各空压机的性能，便于维护。通过分析平顶山煤业集团公司煤矿地面空压机机房实际运行状况，利用OPC技术设计了空压机站监控网络，实现了多台空压机上下位机间的通信，增强了监控管理的灵活性和可控性。

1OPC通信原理及相关软件

1．1OPC通信原理

OPC是ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl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一个平台和统一的接口标准［4］。其客户端/服务器结构如图1所示。图1OPC客户端/服务器结构图

1．2PCAccess软件介绍及其应用

西门子公司推出的PCAccess软件是专门用于S7-200PLC的OPC服务器软件，支持PPI、MPI、PROFIBUS-DP、S7协议、Modem等多种通信协议，能够与任何标准的OPC客户端通信并提供数据信息，软件具备OPC客户机测试功能，能够方便地检测项目的通信质量和数据准确性［5］。

2空压机站监控网络

分析了平顶山煤业集团公司煤矿地面空压机房的实际运行情况，利用OPC技术设计了矿用空压机站监控网络。该空压机房配备7台空压机，其中3台为无锡LGD355/077型螺杆式空压机，内置西门子200PLC;4台为上海BLT475W-66/8型螺杆式空压机，内置MAMKY02S控制器。监控网络有设备层，OPC服务器层，以及管理层等3层，其中设备层包含了空压机站设备及相关监测传感器;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与管理功能。基于OPC技术的空压机站监控网络架构如图2所示。

由于通讯方式各异，需要采取不同的通信方式读取现场的空压机数据。重点研究了3台LGD空压机与现场调度室上位机之间的通信方式，故虑到现场空压机间距离较近，采用以太网和DP总线方式，需要额外添置模块［6］，因此，将3台LGD空压机隔离，通过PCAccess软件及WinCC软件的OPC接口，直接与PC机进行通信。

3监控网络的通信实现

3．1系统硬件I/O配置

西门子200系列的CPU226CN拥有两个MPI口，其中PORT0已被空压机上的触摸屏占用，故通过串接3台LGD空压机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，硬件网络架构见图3。

3．2通讯设置

搭建了硬件网络，接着在PC机端对PCAccess软件及WinCC软件进行相关设置，即可对现场数据进行采集，大致分为以下4个步骤:

1)建立PLC与变量连接。设计选用的PCAc-cess软件版本号为PCAccessV10incl．SP3。打开PCAccess软件，如图4所示，新建项目“LGD_Com-munication_OPC”。在“MicroWin”中依次添加3台无锡空压机PLC，并添加需要读取的模拟量数据，可以新建一个文件夹，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“ItemProp-erties”中进行设置，若添加模拟量采集项目时，首先定义项目的符号名———“Status_LGD3”，其次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“Read(只读)”，还有“Write(只写)”和“Read/Write(读/写)”，接着定义数据的上下限，最后是注释。

2)PG/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，对应其机号分别设置为3#、4#、5#，如图5所示。

3)客户端测试。点击按钮，将3台空压机的模拟量数据进行通讯测试，见图6。图6客户端测试分析为防止操作人员擅自使用工控机，现场工控机被限制USB端口，故在个人笔记本上作演示，其通信质量为Bad且无数据上传，但经现场测试，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”驱动程序并修改其系统参数，找到PCAccess中设置好的项目变量，完成“S7200_OPCServer”的创建。

4结论

通过对OPC服务器技术原理的研究，探讨了OPC客户端PCAccess软件在空压机监控系统中的应用，分析了现场监控设备及环境，设计了系统通信方案，搭建了软硬件系统架构。该空压机站监控网络经现场测试表明，不但实现了调度室PC与现场空压机PLC控制器之间的数据通信，而且提高了数据传输的稳定性和可靠性。