第27卷第3期 电力系统自动化 Vol.27 No.3 2003年2月10日 Automation of Electric Power Systems Feb.10,2003 61 基于OPC的变电站自动化监控主站软件的设计思想 张琦1，张泰鸣2 (1.浙江省送变电工程公司，浙江省杭州市310016：2.杭州市电力局，浙江省杭州市310008) 摘要：在详细分析了传统的变电站监控主站软件设计方法的基础上，针对其存在的问题，提出了一 种基于OPC技术的监控主站软件的设计思想。利用该方法把整个监控主站软件设计成OPC的一 个客户端的方式独立运行，从而使整个监控主站软件的设计和应用可以完全脱离下层接口硬件，并 且具有良好的伸缩性和开放性。文中给出了其实现和主要的关键技术。 关键词：变电站自动化：监控主站：OPC 中图分类号：TM764;TP273.5;TP311.5 0引言 坠挖主蚓→调度 变电站自动化系统中监控主站主要负责站内的 现场总线 保护、测量、控制装置的数据转换和传输，并提供人 口 机界面，是变电站自动化系统中一个重要组成部分。 保护、测量等装置 目前，变电站自动化系统越来越多地采用现场 图1变电站自动化系统结构示意图 Fig.I Structure of substation automation system 总线作为站内的通信网，将变电站内所有装置与监 控主站连接起来。现场总线作为开放的控制网络，能 护、测量等装置发送的上行报文，并将结果反映到人 实现现场设备之间、现场设备与控制室之间的信号 机界面：②接收并解释变电站操作员通过人机界面 通信。而当现场信号传至监控主站之后，如何实现计 下达的控制命令，随后通过现场总线将其下传至保 算机内部各应用程序之间的信息沟通与传递，即如 护及控制装置。人机界面则是变电站自动化系统与 何让现场信号与各个应用程序连接起来，让现场信 运行人员的接口，运行人员通过直观、友好的人机界 息出现在计算机的各应用平台上，依然存在一个连 面来了解变电站的运行状态及下达控制命令。 接标准与规范的问题。特别是当工业PC机在自动 通常，监控主站通信接口具有较强的专用性和 化系统中被广泛采用的今天，让现场总线控制系统 一定的复杂性，导致通信接口的设计和开发工作极 和人机界面软件能充分运用P℃机丰富强大的软件 其复杂。另外，硬件设备的改动或者控制方案的变化 资源，是一件十分有意义的工作。 很可能导致监控主站整个应用基础的改动。即使由 本文介绍一种基于OPC(OLE for process con- 厂家提供设备的访问接口，用户也不得不去熟悉各 trol)的监控主站软件设计思想，以实现现场总线与 种不同的接口，工程应用开发周期较长，给监控主站 计算机之间的信息传递，使整个监控主站软件具有 功能扩充带来极大的不便。 很好的开放性和可移植性。 2基于OPC技术的监控主站的设计方法 1常见的监控主站设计方法 基于COM组件的OPC技术是近几年来国际 在分布式变电站自动化系统中，通常采用现场 上新推出的一个与厂商无关的软件数据交换标准接 总线作为站内通信网，把站内的保护、测量、控制及 口和规程，由过程控制领域内几家重要的公司共同 通信装置与监控主站连接起来]。其系统结构如图 开发，可以说，OP℃是工业监控软件产品的现场总 1所示。 线。其基本思想是：每个硬件生产厂商为其设备开发 常见的变电站自动化系统监控主站中含有两个 一个通用的数据接口（即OPC),供其他系统读写信 重要的功能模块：规约转换器和人机界面幻。其中规 息（作为OPC服务器），应用软件也通过OPC接口 约转换器主要完成两项任务：①接受并解释站内保 来读写硬件设备的信息（作为OP℃客户）。通过 OP℃服务器访问过程数据，可以克服异构网络结构 收稿日期：2002-04-25：修回日期：2002-07-03。 和网络协议之间的差异[3。基于 OPC 的变电站自动化监控主站软件的设计思想 张 琦1 张泰鸣2 ( 1. 浙江省送变电工程公司 浙江省杭州市 310016; 2. 杭州市电力局 浙江省杭州市 310008D 摘要: 在详细分析了传统的变电站监控主站软件设计方法的基础上 针对其存在的问题 提出了一 种基于 OPC 技术的监控主站软件的设计思想 利用该方法把整个监控主站软件设计成 OPC 的一 个客户端的方式独立运行 从而使整个监控主站软件的设计和应用可以完全脱离下层接口硬件 并 且具有良好的伸缩性和开放性 文中给出了其实现和主要的关键技术 关键词: 变电站自动化; 监控主站; OPC 中图分类号: TM764; TP273. 5; TP311. 5 收稿日期: 2002-04-25; 修回日期: 2002-07-03 0 引言 变电站自动化系统中监控主站主要负责站内的 保护~ 测量~ 控制装置的数据转换和传输 并提供人 机界面 是变电站自动化系统中一个重要组成部分 目前 变电站自动化系统越来越多地采用现场 总线作为站内的通信网 将变电站内所有装置与监 控主站连接起来 现场总线作为开放的控制网络 能 实现现场设备之间~ 现场设备与控制室之间的信号 通信 而当现场信号传至监控主站之后 如何实现计 算机内部各应用程序之间的信息沟通与传递 即如 何让现场信号与各个应用程序连接起来 让现场信 息出现在计算机的各应用平台上 依然存在一个连 接标准与规范的问题 特别是当工业 PC 机在自动 化系统中被广泛采用的今天 让现场总线控制系统 和人机界面软件能充分运用 PC 机丰富强大的软件 资源 是一件十分有意义的工作 本文介绍一种基于 OPC( OLE for process coH￾tro1D 的监控主站软件设计思想 以实现现场总线与 计算机之间的信息传递 使整个监控主站软件具有 很好的开放性和可移植性 1 常见的监控主站设计方法 在分布式变电站自动化系统中 通常采用现场 总线作为站内通信网 把站内的保护~ 测量~ 控制及 通信装置与监控主站连接起来[1] 其系统结构如图 1 所示 常见的变电站自动化系统监控主站中含有两个 重要的功能模块: 规约转换器和人机界面[2] 其中规 约转换器主要完成两项任务: D接受并解释站内保 图 1 变电站自动化系统结构示意图 Fig. 1 Structure of substation automation system 护~ 测量等装置发送的上行报文 并将结果反映到人 机界面; @接收并解释变电站操作员通过人机界面 下达的控制命令 随后通过现场总线将其下传至保 护及控制装置 人机界面则是变电站自动化系统与 运行人员的接口 运行人员通过直观~ 友好的人机界 面来了解变电站的运行状态及下达控制命令 通常 监控主站通信接口具有较强的专用性和 一定的复杂性 导致通信接口的设计和开发工作极 其复杂 另外 硬件设备的改动或者控制方案的变化 很可能导致监控主站整个应用基础的改动 即使由 厂家提供设备的访问接口 用户也不得不去熟悉各 种不同的接口 工程应用开发周期较长 给监控主站 功能扩充带来极大的不便 2 基于 OPC 技术的监控主站的设计方法 基于 COM 组件的 OPC 技术是近几年来国际 上新推出的一个与厂商无关的软件数据交换标准接 口和规程 由过程控制领域内几家重要的公司共同 开发 可以说 OPC 是工业监控软件产品的现场总 线 其基本思想是: 每个硬件生产厂商为其设备开发 一个通用的数据接口( 即 OPCD 供其他系统读写信 息( 作为 OPC 服务器D 应用软件也通过 OPC 接口 来 读 写 硬 件 设 备 的 信 息 ( 作 为 OPC客 户 D 通 过 OPC 服务器访问过程数据 可以克服异构网络结构 和网络协议之间的差异[3 4] 61 第 27 卷 第 3 期 2003 年 2 月 10 日 Vo1. 27 No. 3 e . 10 2003