基于OPC实现的PKS与组态王的数据通信

郭永新

(中海石油(中国)有限公司 深圳分公司，广东 深圳 518054 )

基于OPC实现的PKS与组态王的数据通信

郭永新

(中海石油(中国)有限公司 深圳分公司，广东 深圳 518054 )

对海上气田平台海管流动性保障进行数据分析研究，需要PKS系统将不同设备、不同系统中获取的实时数据输出，供新软件系统调用。通过OPC协议及PKS系统提供的OPC接口，在PKS系统服务器上设置OPC Server, 在组态王服务器上设置组态王OPC Client，实现了组态王获取PKS实时数据的目的。该方案的实现为PKS系统工程设计及使用人员提供了新的思路及参考措施。

OPC协议 组态王 中控系统

某海上气田平台位于南海珠江口盆地，是一座集油气处理、生产、计量和输送、钻修井、生活、动力为一体的综合平台。该平台的中控系统采用Experion PKS Process系统，该系统的工作模式是现场传感器采集过程数据，PLC控制现场设备，通过组态画面监控现场生产。PKS系统是基于批处理、过程控制、监控及数据采集系统(SCADA)应用开放的混合控制系统，系统控制器集成了逻辑控制、回路调节控制、顺序控制和批量控制，能完成海上平台里常见的连续过程控制、批量处理、离散量操作、设备控制等生产控制。该平台中控系统网络拓扑结构如图1所示。

从图1可以看出，第三方服务器通过Modbus协议，将PKS系统与平台其他第三方PLC连接起来，PKS系统可以获取第三方控制系统的运行参数，也可以对第三方控制系统发出控制指令。但是PKS系统只能对集成的规则进行组合，对采集到的数据进行逻辑运算、过程处理，而不能进行集成规则外的数据处理。

该平台投产以来，由于生产工况的变化，需要对海管流动性保障进行数据分析研究，要将平台不同系统的控制参数进行建模分析，达到最优的控制策略。因此，需要将不同系统的控制参数送到第三方服务器，由第三方服务器中的海管流动性保障软件进行数据通信、数据库管理、人机界面以及与核心计算模块进行数据交换。

该平台海管流动性保障软件是采用组态王6.5进行编写，运用PKS系统的OPC功能，就可以将PKS系统中采集到的所有数据传输到组态王软件。

1 PKS OPC

OPC(OLE for process control)即把OLE(object linking and embedding)应用于工业控制领域。OPC采用客户端/服务器模式,该体系是在客户端和服务器之间建立一种通信和数据交换的工业标准机制，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的通信规范。按照设置好的通信规范,不同的软硬件生产商就可以进行数据交换，给用户集成不同的软硬件提供了很大的便利。OPC主要的工作原理如图2所示。

图1 某海上气田平台中控系统网络拓扑示意

图2 OPC通信工作原理

为了提高系统的开放性，PKS系统为用户提供了OPC服务器接口。用户可以将PKS服务器设置为OPC服务器，将第三方服务器设置为OPC客户端服务器。OPC客户程序开发者可以在不同的软件环境中访问PKS系统的数据。用户也不必为硬件特性的改变而重新编写程序，可直接利用C，VC或VB等程序开发工具开发应用程序，有效地对生产过程进行监控和决策。PKS系统支持OPC技术，所以PKS系统可以集成不同厂商生产的控制系统，当用户因生产规模扩大等原因需要添加新的控制系统时，不必受制于系统提供商，而是根据实际需要灵活地选择控制系统，从而大幅降低了系统集成的费用。为了满足不同的设备、工况的需要，该平台中控PKS系统集成了Allen Bradley，Modicon，Siemens，Schneider等公司生产的不同型号的PLC共11种，组成了PLC加分散控制系统的形式。

2 组态王硬件设计

要在组态王上获取PKS系统所集成的数据信息，需要基于PKS OPC的工作原理，将PKS系统设置为OPC服务器，将组态王6.5设置为客户端服务器，具体的工作原理如图3所示。

为了尽量避免干扰PKS系统的正常运行，OPC客户端组态王系统没有直接接入原有的PKS系统第三方服务器，而是单独设置通信网络，组态王与PKS通信硬件配置如图4所示。

3 设置PKS系统的OPC Server

为了将PKS系统中的数据传送给组态王软件，需要在PKS系统中设置OPC Server，具体步骤如下:

1) 在Experion PKS组态工具中设置OPC服务通道，在“Quick Builder”中建立Channels通道,设置通道类型为“OPC Channel”,在main中必须填写“OPC Channel”名字，组态王服务器机名或IP地址、组态王备用服务器机名或IP地址，组态王服务器的Prog ID值。若未设置备用的服务器，所以该项不填写。

图3 组态王与PKS系统通信工作原理

图4 组态王与PKS通信硬件配置示意

2) 再建立Controllers，设置 type为“OPC Controller”。在main中“Channel name”栏中选择对应的“OPC Channel”。

3) 最后建立Points，在“Quick Builder”中有Analog Point， Container Point，OPC Advanced Point， Status Point 4种建点类型，其中常用的模拟量/数字量分别由Analog Point/Status Point建立。填写在PKS系统操作站中该通信点调用显示的位号，填写PKS系统操作站中该通信点所在的Asset名称，填写PKS系统选用变量的Point ID值。

4 设置组态王 OPC Client

组态王客户端作为OPC Client，可以通过OPC功能与PKS OPC Server连接。组态王客户端的操作如下:

1) 查找PKS OPC服务器。在组态王6.5工程浏览器中，选择“OPC服务器”，在“网络节点名”中输入之前在PKS OPC Server中设置的Server节点名，点击“查找”后，列表中会列出PKS OPC Server机器上所有的OPC服务程序，双击kingview.view.1，然后点“确认”。

2) 组态王OPC Client定义变量。将在组态王Clinet中定义的变量与PKS OPC Server中的变量建立连接。例如定义PIT-1101，连接设备中选择刚才定义的OPC服务器kingivew.view.1,在“寄存器”选项中弹出远程站点上的变量列表，选择在PKS OPC Server上所希望对应变量的域，选择“a.value”，表明选择该对应点的数据值。

3) 设置所有变量并保存，在组态王6.5上运行系统，就实现了组态王通过OPC向PKS系统获取数据了。

5 结束语

组态王软件是一款比较简单、易用的工程组态软件，作为海上气田一线的仪表工程人员来说很容易学习并将它运用到中控系统中。运用OPC网络协议及PKS系统提供的OPC接口，实现了海管流动性保障软件编写。在运用组态王6.5编写的海管流动性保障软件中，不仅可以实现PKS数据的实在存取，也设置了历史数据库，随时供组态王调取使用。

PKS系统通过OPC协议实现数据输出，是PKS系统收集数据的“逆向”功能，可供使用PKS系统的工程人员参考。

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DataCommunicationsBetweenPKSandKingviewBasedonOPC

Guo Yongxin

(CNOOC Shenzhen Branch, Shenzhen, 518054, China)

s：When analyzing and studying data on sea pipeline flow ability guarantee by offshore gas field platform,PKS system is needed to get real-time data from different equipment and systems for use in new software system.Through OPC protocol and OPC interface provided by PKS, OPC Server is set up on PKS server.Kingview OPC Client is set up on Kingview server.The purpose of obtaining real-time data from PKS is realized.The implementation of this scheme provides new ideas and reference for PKS engineering design and application.

OPC protocol; Kingview;central control system

稿件收到日期：2017-09-06，修改稿收到日期2017-10-15。

郭永新，男，2008年毕业于长江大学自动化专业，获学士学位，现就职于中海石油(中国)有限公司深圳分公司，从事海上气田石油天然气开发工作，任工程师。

TP336

B

1007-7324(2017)06-0046-03