0 引 言

随着海洋油气田自动化生产程度的逐步提高，跨平台联控的工况越来越普遍，海洋平台中控系统跨平台通信的重要性日益凸显。而利用OPC(OLE for Process Control)技术进行数据传输是较为经济与便捷的一种方式，特别是针对控制系统不同的平台之间的互联。本文将通过对OPC技术的分析，重点对案例中OPC配置、数据传输采集等技术应用进行介绍，并对应用效果进行分析。

1 应用案例简介

南海西部某油田群新建的一座中心平台，通过海底管线向原有的一座井口平台输送原油。为实现工艺流程，需要监控外输管线两端的温度、压力及流量等信号。同时，两座平台的中控系统需要分别读取对方的关断信号，并触发本平台相应的关断逻辑，关闭位于海管上的关断阀。双方中控系统的情况为：中心平台中控系统采用罗克韦尔FactoryTalk平台,井口平台采用的是ABB 800XA系统。

针对这种不同中控系统之间通信的工况，考虑到监控信号的实时性要求不高，且逻辑关断动作级别较低，因此设计采用OPC协议，配置冗余的OPC通信链路进行双方的数据传输。两平台之间距离不足20km，通信物理链路采用两套AIRMESH微波设备搭建，两套设备互为冗余，保证通信的可靠性。该系统通信的网络架构示意如图1所示。

  

图1 OPC通信网络架构示意图Fig.1 Schematic diagram of OPC communication network architecture

2 OPC技术简介

OPC是OLE for Process Control的缩写，是用于工业控制领域的OLE(Object Linking and Embedding)，其作用是为服务器和客户的链接提供统一和标准的接口规范[1]。

流行病学调查发现：软水地区居民IHD的发病率和猝死率高于硬水地区，而软水地区居民心肌和冠状动脉中镁含量较硬水地区居民为低。水中镁的浓度与IHD呈负相关关系。而且在软水所缺乏的矿物质中，镁是唯一被发现在心脏中含量降低的元素。这些事实提示：镁可能是心脏的保护因子之一。也有一些流行病学资料表明：[1]尽管有些地区水质硬度高，如果水中镁的含量低，也会出现心血管疾病发病率高的现象。

在本案例中，井口平台作为客户端，中控系统采用的是ABB 800XA平台。在Workplace软件的服务组件中，对OpcDA_Connector服务进行配置，建立Group 组，分别建立OPC服务的冗余Provider(见图4)并按照服务器端地址进行配置。

抑郁的大学生一般都存在睡眠困难、爱好兴趣单一或者没有、易疲劳、认知消极等特点。运动干预是改变抑郁大学生的体质与心情、爱好与兴趣，改善其睡眠质量和消极自我认知的重要渠道。目前，大学生运动考核机制有体育课、体能测试、选修课等，但其运动量不能满足大学生的正常体能需求。完善大学生运动考核机制，如提高早操、体育课、体能测试的要求，每名学生选两门以上的体育课等，通过运动发泄和疏导多余精力，减少抑郁发生。

  

图2 基于OPC技术的控制系统结构Fig.2 Control system structure based on OPC technology

OPC接口技术的出现使工业自动化控制系统中的独立个体之间的互联逐步实现了标准化，顺应了自动化系统向开放、互操作、网络化、标准化方向发展的趋势，在自动化控制系统中具有很好的应用效果。也正是由于OPC技术的应用，使我们可以使用更为简单的系统结构、更长的使用寿命、更低廉的成本去解决工业控制问题。现场设备与系统之间以及系统与系统之间的互联也更为简单、灵活、方便。

目前，“长约杜洋三元组合”、“洋五元组合”是当前普遍应用的最佳组合。我国基本沿用了这些组合。特别适用规模养猪场。

3 OPC客户端及服务器端配置

本案例中的中心平台为服务器端，其OPC服务器软件采用罗克韦尔FactoryTalk Gateway。OPC服务器访问FactoryTalk View(SE)，并将中心平台的RSLinx Enterprise以及KEPserver两个实时数据服务器中的变量提取到OPC服务器中。FactoryTalk Gateway服务开启状态如图3所示。在通信工作开始前，需要在数据服务器中建立两平台之间互传的变量，并为需获得数据的变量分配“读/写”权限，使井口平台的OPC客户端可以对以上数据进行写操作。

3.1 系统账户设置

在OPC客户端及服务器端的操作系统中，分别建立用户名、密码相同且具有管理员权限的账户，并以此账户登录系统。应避免使用匿名账户进行登录，保证系统的安全性。

3.2 DCOM配置

在服务器端将OPC服务器的启动方式设为交互式用户。进行DCOM配置,首先在计算机上启用分布式COM(组件对象模型)，配置“我的电脑”中的COM安全策略，为不同用户添加访问权限。配置客户端及服务器端的OPC组件OpcEnum，添加访问权限。在本案例中，针对在OPC服务器端安装的FactoryTalk Gateway软件，也要进行相同的权限设置。

3.3 本地安全策略配置

⑤坝趾。坝趾震损检查信息包括管涌、流土、排水棱体、喷砂冒水以及塌陷等。其中，管涌、流土与塌陷的检查信息与下游面的一样，排水棱体信息包括位置与现象，喷砂冒水信息包括位置和现象等。

4 OPC数据通信

4.1 服务器端

OPC服务器扮演着重要的角色，可以访问操作系统、应用软件以及硬件设备等数据源，获得数据，并通过OPC进行发布，使OPC客户端可以通过访问OPC服务器获得以上数据。

一个OPC服务器是由服务器(Server)、组(Group)和数据项(Item)这几个对象实体构成的。其中Server对象维护OPC服务器的信息，并作为Group对象的容器；Group对象维护自己的信息，容纳Item对象，并提供Item对象的逻辑组织机制。

使用OPC技术进行网络数据访问的应用系统，不可避免地要进行DCOM权限配置。DCOM配置与Windows操作系统的安全体系是结合在一起的，不同版本的操作系统存在不同程度的区别。而OPC服务器运行的方式也不尽相同，包括进程内、进程外、系统服务等。同时，不同的应用系统对安全的要求也不同。因此，需要针对不同的系统情况进行必要的配置。

为了便于设置用户访问的级别，授予访问用户不同权限，需要将系统策略中的“网络访问： 本地账户的共享和安全模型”，配置为“经典-对本地用户进行身份验证，不改变其本来身份”。经过以上配置，服务器端与客户端就具备了OPC通信的软件条件。

水位流量关系的好坏与测验断面冲淤变化密切相关。断面稳定，水位流量关系就好。断面冲淤严重，水位流量关系就差。分析测站测验断面冲淤情况以及河底高程的稳定性是测站特性分析的重要基础工作。主要从测站历年大断面变化情况和测验断面历年平均河底高程演变情况进行分析。

  

图3 FactoryTalk Gateway配置画面Fig.3 Configuration interface of FactoryTalk Gateway

4．2 客户端

OPC客户端读写数据的步骤主要分为五步： (1)连接到OPC服务器；(2)创建组；(3)选择并添加数据项；(4)验证；(5)进行读/写操作。

OPC服务器表示数据源，是数据的供应方，为客户端提供数据；OPC客户表示应用程序，是数据的使用方，处理服务器提供的数据。OPC客户根据需要，接通或断开与OPC服务器的链接。基于OPC技术的各服务器/客户之间的控制结构如图2所示。

在OPC通信中，客户端单向地向OPC服务器发出请求，服务器响应。作为主动连接、主动读写的一方，客户端同样扮演重要的角色，是通信工作的重点之一。

OPC技术规范以微软公司开发的OLE/COM技术为基础。它定义了一组接口规范，包括OPC自动接口(Automation Interface)和OPC定制接口(Custom Interface)[2-3]。它规定了客户端对服务器端程序进行数据存取时需要遵循的标准，借助Microsoft的DCOM(分布式组件对象模型)技术，可以实现高性能的远程数据访问[4-5]。为用户提供了一种一致的存取现场数据的方法和开放、高效的数据访问机制。

在Workplace软件的控制组件中建立OPC Server Network，利用上载器(Uploader)，将OPC服务器端的变量全部上载，这样就可以读取所有变量的实时状态(见图5)。对于不参与逻辑的变量，仅需在结构树中选取，直接在人机界面(HMI)画面上进行组态。对于需要参与逻辑运算或者需要写入OPC服务器的变量，可利用Property Transfer Definition组件，将OPC通信数据与客户端的实时数据库进行映射，实现变量向下位机控制程序进行写入及输出。通过对通信变量的程序组态，完成设计逻辑的实现。

关于解决“名义征收土地”问题的思考（沃云） ............................................................................................3-33

  

图4 建立冗余OPC服务Fig.4 Building redundant OPC service

  

图5 客户端获得服务器端实时数据Fig.5 Client getting real-time data from server

4.3 效果分析

OPC通信的优势是显而易见的，其技术基础是基于C/S模式的COM技术，提供了统一的数据访问接口，几乎所有海洋石油平台常用的控制系统软件都有很好的支持。强大的硬件分布性，通过DCOM配置实现远程访问，使远程访问和本地访问几乎同样便捷。安装调试相对简单，只需重点做好服务器端及客户端的软件安装及系统配置。同时，OPC通信基本不涉及系统卡件的增加，也是成本较为经济的一种方式。

在本案例的实际应用中，经过一年的运行检验，各类信号的互传及显示正常，数据传输稳定。同时，根据设计逻辑，关断信号需要触发对方平台相应的逻辑动作，这部分功能在多次联合测试中均运行正常，且在实际使用中未发生因信号不正常跳变引起的错误关断动作，达到了项目的设计目标。

需要说明的是，本案例中的关断逻辑仅触发海管出入口关断阀的关断，影响范围较小，关断级别较低；而针对涉及较高层级关断的工况，出于系统运行安全的考虑，宜采用硬线的方式进行关断信号的互传，以提高可靠性。

5 结 语

通过本案例的顺利实施，我们在实践中对于OPC通信在海洋油气田中的应用有了更深刻的认识。基于OPC技术的开放性以及灵活性，可以方便地实现各个采用不同中控系统的海洋石油平台间的数据交换。特别是在大型油田群中，中心平台可以采用OPC通信的方式采集各个子平台的生产状态数据，在系统中进行统一监控、统一管理及统一调度，并通过冗余通信的方式加强稳定性及可靠性，以较为经济的成本实现海洋油气田的综合控制、高效作业和高效管理。

参考文献

[1]罗刚.基于OPC技术的工业控制系统的研究与开发[D].南京: 南京工业大学，2005

Luo Gang. Research and development of industrial control system based on OPC Technology [D]. Nanjing: Nanjing University of Technology, 2005

[2]石林锁，王涛，刘顺波.基于OPC规范的客户应用程序实现[J].微计算机信息，2003，19(5)：68.

Shi Lin-suo, WangTao, Liu Shun-bo. Implementation of client application based on OPC specification [J]. Microcomputer Information, 2003, 19(5)：68.

[3]OPC Foundation. OPC overview 1.0 [S]. 1998.

[4]OPC Foundation. Data access automation interface standard specification 2.0(release candidate 5) [S]. 1998.

[5] OPC Foundation. Data access automation interface standard specification 2.02 [S]. 1999.