基于OPC的安全生產(chǎn)指揮調度系統的設計與應用論文
1 OPC技術(shù)簡(jiǎn)介
OPC(OLE for Process Control)是由自動(dòng)化領(lǐng)域中主要廠(chǎng)商協(xié)作制定的軟件接口標準。OPC 技術(shù)提供了不同系統間通信的標準接口，實(shí)現了異構環(huán)境中控制網(wǎng)絡(luò )數據的統一集成。
現代工業(yè)生產(chǎn)對控制系統的要求，已不再局限于一般的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而是著(zhù)眼于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)化，隨著(zhù) OPC 技術(shù)在現代工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應用，控制系統能夠以統一的方式實(shí)現對各種自動(dòng)化設備的訪(fǎng)問(wèn)與控制。通過(guò)建立基于 OPC 技術(shù)管控一體化的生產(chǎn)控制系統，可以對生產(chǎn)過(guò)程的全局進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，完成統一的生產(chǎn)流程控制。
在對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行統一管控過(guò)程中，OPC服務(wù)器能記錄生產(chǎn)現場(chǎng)各控制設備的實(shí)時(shí)數據、歷史數據、報警與事件信息等。通過(guò)搭建符合 OPC協(xié)議標準的客戶(hù)端，建立工業(yè)自動(dòng)化應用統一數據傳輸平臺，支持分布式應用和異構環(huán)境下應用程序間軟件的無(wú)縫集成和互操作性，使異構系統間數據交換更方便，實(shí)現生產(chǎn)數據與管理控制數據統一。
工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的 OPC 控制應用主要關(guān)注于控制項目設備本身的需要。安全生產(chǎn)輔助相關(guān)的指揮調度系統屬于獨立的通信系統，并沒(méi)有接入到統一的 OPC 管控平臺中，也沒(méi)有參與生產(chǎn)過(guò)程信息的交換和生產(chǎn)過(guò)程的跟蹤與監控，在工業(yè)現場(chǎng)形成自動(dòng)化的信息孤島，因此啟動(dòng)安全生產(chǎn)指揮調度系統所需的控制指令需要進(jìn)行人工觸發(fā)，約束了自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域安全生產(chǎn)保障的進(jìn)一步深化拓展和應用。
為了將工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)控制技術(shù)與安全生產(chǎn)指揮調度系統無(wú)縫地融合在一起，解決生產(chǎn)現場(chǎng)的自動(dòng)化信息孤島問(wèn)題，減少人為干預自動(dòng)生產(chǎn)控制流程現象，保證安全生產(chǎn)指揮調度系統能準確實(shí)時(shí)響應工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制流程指令，提出一種基于 OPC 的安全生產(chǎn)指揮調度系統及其通信控制方法。
2 技術(shù)方案原理說(shuō)明
2.1 技術(shù)方案原理
基于 OPC 通信的安全生產(chǎn)指揮調度系統包括 ：控制系統服務(wù)器、音頻矩陣切換器、音頻接口卡、調度系統交換機及調度通信終端、功放及揚聲器設備。
控制系統服務(wù)器作為客戶(hù)端通過(guò) OPC 通信方式與 OPC 控制服務(wù)器進(jìn)行數據交換，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)現場(chǎng)的控制流程及設備狀態(tài)等信息指令，根據生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行安全生產(chǎn)指揮調度，并將處理的反饋結果發(fā)送給 OPC 控制服務(wù)器，通過(guò)這種數據處理方式將安全生產(chǎn)指揮調度系統融入到統一的生產(chǎn)控制 OPC管控平臺中，消除了自動(dòng)控制的信息孤島問(wèn)題。
2.2 通信控制方法
基于 OPC 的安全生產(chǎn)指揮調度系統的控制，通過(guò)結合控制 OPC 通信與數據交互、控制音頻接口卡的開(kāi)關(guān)、控制音頻矩陣切換器的工作模式、控制調度系統交換機的協(xié)議交互等操作組合來(lái)實(shí)現，具體控制方法如下。
1)基于 OPC 通信模式的標準接口，利用異步讀寫(xiě)的方式通過(guò)軟件程序設計，建立控制系統服務(wù)器與 OPC 控制服務(wù)器的 OPC 數據通信。
2)通過(guò) OPC 的數據通信鏈路，控制系統服務(wù)器實(shí)時(shí)獲取 OPC 控制服務(wù)器上生產(chǎn)現場(chǎng)控制指令及設備狀態(tài)等信息。
3)按照生產(chǎn)實(shí)際所制定的數據通信協(xié)議，控制系統服務(wù)器將所獲取的控制指令及設備狀態(tài)信息進(jìn)行相應的協(xié)議轉換。
4)根據協(xié)議轉換的控制內容，控制系統服務(wù)器借助于軟件程序控制音頻接口卡，通過(guò)數據協(xié)議的傳輸，控制音頻矩陣切換器，借助于通過(guò)物理連接的功放及揚聲器設備，進(jìn)行自動(dòng)的安全生產(chǎn)指揮調度。
3 系統的優(yōu)勢特點(diǎn)
通過(guò)采用 OPC 的通信模式，建立安全生產(chǎn)指揮調度系統與 OPC 生產(chǎn)控制服務(wù)器的通信與數據交換，形成統一的生產(chǎn)控制 OPC 管控平臺，消除自動(dòng)控制的信息孤島問(wèn)題。
改進(jìn)了安全生產(chǎn)指揮調度系統的互操作性和開(kāi)放性，解決了工業(yè)生產(chǎn)各相關(guān)系統之間所存在的兼容性問(wèn)題，使通信性能更加穩定。安全生產(chǎn)指揮調度系統具有動(dòng)態(tài)鏈接多個(gè)廠(chǎng)商O(píng)PC 控制服務(wù)器的能力，根據實(shí)際動(dòng)態(tài)配置生產(chǎn)控制流程，通過(guò)異步讀寫(xiě)機制，完成生產(chǎn)過(guò)程數據的處理與交互。
4 系統應用流程
4.1 自動(dòng)指揮調度
根據實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)流程，確定OPC 控制服務(wù)器與控制系統服務(wù)器的通信協(xié)議格式，二者在通信協(xié)議的基礎上，基于 OPC 的通信方式進(jìn)行數據的交互處理。
控制系統服務(wù)器獲取 OPC 服務(wù)器的`流程控制指令后，通過(guò)軟件對音頻接口卡、音頻矩陣切換器進(jìn)行控制操作，按照現場(chǎng)生產(chǎn)的業(yè)務(wù)處理邏輯，自動(dòng)完成安全生產(chǎn)指揮調度。
4.2 人工觸發(fā)指揮調度
控制系統服務(wù)器在與 OPC 控制服務(wù)器建立連接并實(shí)時(shí)進(jìn)行數據交互的同時(shí)，與調度系統交換機通過(guò)以太網(wǎng)通信的方式建立連接，實(shí)時(shí)監控、解析并處理調度系統交換機的通信數據。按照圖 3 所示的流程，根據實(shí)際的生產(chǎn)業(yè)務(wù)邏輯，在調度通信終端進(jìn)行通話(huà)呼叫的過(guò)程中，控制系統服務(wù)器通過(guò)控制音頻矩陣切換器，建立調度系統交換機到功放的語(yǔ)音數據通路，將調度終端側操作人員的人工調度命令廣播到實(shí)際的廣播區域，完成人工觸發(fā)的安全生產(chǎn)指揮調度。
5 鐵路調度監控系統中的應用方案
在鐵路調度監控系統中，一般按照系統的控制功能、控制對象、控制范圍、控制特點(diǎn)進(jìn)行分界，劃分為若干個(gè)子系統，由于存在信息孤島的問(wèn)題，系統之間的信息關(guān)聯(lián)不夠，處理突發(fā)事件的綜合應變能力較差。
由于鐵路調度監控系統的接口技術(shù)涉及面極廣，控制設備繁雜，各種接口協(xié)議不統一，給各個(gè)子系統的接口集成互聯(lián)帶來(lái)很多的困難。通過(guò)上述技術(shù)方案及應用場(chǎng)景的分析，可以在 OPC 技術(shù)規范的基礎上，構建平臺化的接口框架，實(shí)現相關(guān)子系統的無(wú)縫接入。
通過(guò)建立統一的接口平臺框架，基于 OPC 技術(shù)將不同層次的信息共享，從而實(shí)現面向應用的信息集成，在鐵路調度監控系統的運營(yíng)中，能夠實(shí)現基于事件的自動(dòng)化安全生產(chǎn)調度指揮，從而使鐵路調度監控系統達到高效率、高安全性和高服務(wù)品質(zhì)的智能化。
【基于OPC的安全生產(chǎn)指揮調度系統的設計與應用論文】相關(guān)文章：
論水庫安全生產(chǎn)的系統設計論文11-16
地鐵工程調度信息管理系統應用論文10-22
基于RFID物品防盜系統的設計方式論文11-17
基于RFID物品防盜系統的設計方式的論文11-13