一種基于PCC 的水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

　　2.2 通信程序設(shè)計

　　LCU 與外部設(shè)備如電量儀等的通信基于幀驅(qū)動器。幀驅(qū)動器是一種介于應(yīng)用程序和硬件接口之間的軟件工具箱，它使幀以字節(jié)流的形式進(jìn)行發(fā)送與接收，無需驅(qū)動器對這些幀進(jìn)行操作。

　　a. 初始化。通信開始時，通過幀命令FRM_xopen（ enbale, device, mode） 初始化端口，其參數(shù)定義了接口設(shè)備、接口參數(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等。

　　b. 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。函數(shù)FRM_xopen（ ）初始化完成后返回緩沖區(qū)的地址及其長度，然后調(diào)用memcpy（ ）將數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)， 并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

　　數(shù)據(jù)接收的過程與發(fā)送基本相反，幀驅(qū)動器首先調(diào)用FRM_read（ ）讀取1 幀數(shù)據(jù)并把它放在緩沖區(qū)中，然后由memcpy（ ） 讀出該緩沖區(qū)的內(nèi)容。

　　通信模塊部分程序如下：

　　3 上位機(jī)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)

　　3.1 OPC 服務(wù)器

　　上位機(jī)監(jiān)控功能是借助OPC（OLE for ProcessControl）服務(wù)器為橋梁實(shí)現(xiàn)上位機(jī)組態(tài)軟件對機(jī)組數(shù)據(jù)信息的共享的。OPC 是一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它為不同廠商的硬件設(shè)備、軟件和系統(tǒng)定義了公共的接口，使過程控制和工廠自動化中的不同系統(tǒng)、設(shè)備和軟件之間能夠互相連接、通信、操作。監(jiān)控系統(tǒng)采用OPC協(xié)議與其他現(xiàn)場設(shè)備通信的優(yōu)點(diǎn)在于：不管硬件設(shè)備是否使用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，制造商只需要提供1套OPC 服務(wù)器，就可以支持大部分的監(jiān)控等軟件，也不需要將自己的通信協(xié)議細(xì)節(jié)提供給軟件商。

　　OPC 服務(wù)器軟件主要分為OPC 服務(wù)器對象模塊、服務(wù)器界面模塊和OPC 驅(qū)動程序模塊，3 個模塊通過同一塊主內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)共享數(shù)據(jù)，通過線程的同步和互斥等技術(shù)的使用， 可解決共享數(shù)據(jù)的保護(hù)問題。

　　在該系統(tǒng)中，上位監(jiān)控計算機(jī)啟動后，系統(tǒng)自動加載一個被BR 稱之為“PVI”的系統(tǒng)模塊，同時PVI 啟動同封裝在PCC 操作系統(tǒng)中的OPC 服務(wù)器的通信（在本系統(tǒng)中基于TCP / IP 協(xié)議）。PVI 的核心部分為“PVI manager”，在“PVI manager”中用戶可根據(jù)需要選擇性定義從OPC 服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。BRPVI 的基本構(gòu)成（ 見B R 2005 User’s Manual,2004）如圖3 所示。

　　圖3 PVI 基本構(gòu)成

　　3.2 組態(tài)程序設(shè)計

　　該系統(tǒng)的組態(tài)程序采用北京亞控“組態(tài)王6.03”設(shè)計。“組態(tài)王6.03”有比較完善的報警和事件系統(tǒng)、報表系統(tǒng)及支持Windows 標(biāo)準(zhǔn)的Active X 控件， 同時全面支持OPC 標(biāo)準(zhǔn)， 可以通過PVI 很方便地實(shí)現(xiàn)同PCC OPC Server 的數(shù)據(jù)共享， 完成諸如開關(guān)量監(jiān)視記錄和事件順序記錄、事故追憶和故障錄波、自動發(fā)電控制（AGC） 、自動電壓控制（AVC）等監(jiān)控功能。

　　4 結(jié)語

　　本文結(jié)合發(fā)展迅速的PCC 技術(shù)，介紹了一種新型高效的水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于BR2005 系列PCC, 在以最小二乘法對機(jī)組模擬量進(jìn)行濾波的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的各種控制與保護(hù)功能，并基于幀驅(qū)動器以及OPC Server 實(shí)現(xiàn)了PCC 控制系統(tǒng)同外部智能設(shè)備及上位機(jī)的通信， 組成了一個較先進(jìn)的適用于中小型水電站的開放式監(jiān)控系統(tǒng)。

　　該監(jiān)控系統(tǒng)自現(xiàn)場安裝調(diào)試完畢至今，已安全可靠地穩(wěn)定運(yùn)行了將近1 年。PCC 可能將會依靠其強(qiáng)大的性能逐漸取代PLC,，成為水電廠自動化改造中不可或缺的一部分。