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[摘 要]本文在 OPC 通信技术基础上，规划了基于OPC通信技术嵌入复杂智能性模块的 DCS控制系统。该系统充分发挥了计算机软件在复杂算法方面的作用，对火电厂实际工作内容实现了复杂、智能、远程控制。其大幅度提高了传统DCS控制系统的工作效率，同时不需要对原有DCS控制系统做大量的更改。DCS后台控制系统实现智能化、远程化已经成为火电厂未来发展的必然。下面我们一起来简单了解下有关“基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制”的详细内容。
[关键词]基于OPC通信技术；火电厂；DCS后台控制
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0167-01
近年来随着时代快速发展与社会经济的繁荣，我国的火电厂领域也获得了空前发展，火电厂中的大型机组通常会采用集散控制系统DCS，该系统英文全称为：Distributed Control System，属于管理控制系统。该系统集通信技术、图形显示技术、控制技术和计算机技术于一体，应用于火电厂大型机组，能够实现对机组相关工作进行实时监控、确保其安全可靠运行等，其在火电厂领域中起到了不可忽视的控制管理作用。
但需要注意的是，我国很多火电厂采用的DCS控制系统几乎都是将PID控制（比例-积分-微分控制）作为其基本控制策略，虽然其控制效果比原始的手动控制效果要好，但是在很多如机组远程控制、汽温控制以及燃烧控制等相对重要的热工控制环节，PID（比例-积分-微分控制）控制不能满足稳定、安全、有效控制等要求，也不能充分发挥火电厂DCS（Distributed Control System）后台控制所具备的潜能，并且降低了DCS性能与投资比。所以，火电厂DCS后台控制系统实现智能化、远程化已经成为火电厂未来发展的必然趋势。
一、火电厂 DCS 后台控制与其在通信环节中存在的问题
（一）火电厂 DCS 后台控制技术面临的问题
火电厂大型机组中热工自动控制存在三十多个主要控制回路，其控制过程大多将PID控制（比例-积分-微分控制）作为其基本控制策略，PID控制由于简单可靠而被大部分工程技术人员所接受，其具有相对较强的鲁棒性，更为依赖技术人员的工作经验，对系统过程模型的依赖性较低。但是，火电厂实际生产过程存在非线性、大扰动、多变量等特点，常规的PID控制无法满足其控制需求。
（二）火电厂 DCS 通信环节面临的问题
我国火电厂的DCS后台控制系统存在各种各样的通信方式，用于实现控制仪表、传感器以及计算机等硬件设备与软件之间信息数据的传输。但是由于受到技术与产权的限制，各商家生产的控制仪表、传感器等设备标准不一样，对应的数据信息传输方式和协议也存在差异。当复杂的DCS系统需要很多商家的设备进行集成时，因协调彼此间的通信不但延长了开发时间，还加大了投入成本。
二、OPC 通信技术的应用
OPC 通信技术的英文全称为：Object linking and embedding for Process Control， OPC 通信技術的数据信息存取主要包括三大对象，即：项对象、组对象以及服务器对象。在控制系统工作过程中所涉及到的各个对象嵌入OPC技术，能够在火电厂工作过程控制与Windows系统应用软件两者彼此间架起桥梁。OPC 通信技术不但能够将标准不一的硬件、软件彼此间存在的通信障碍进行科学排除，同时还能够有效处理各个软件彼此间由于数据文件格式不同而导致的通信问题。OPC 通信技术应用模式是典型的客户机 / 服务器类型，其具体结构模型如下图（图1： OPC 通信技术应用的典型 O PC 客户机 / 服务器模式）所示。
三、基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架
现在我国大多数的火电厂所应用的DCS控制系统需对火电厂实际生产过程进行实时监控，然后由工作人员对监控室里接收到的现场数据信息进行分析，结合自身的工作经验对控制参数进行调整，从而完成DCS控制系统的主要工作内容。但这种控制方式有严重的弊端，即过于依赖工作人员的操作经验以及其专业水平。虽然有些DCS 系统采用了Programmable Logic Controller（可编程控制器件）实现了对某些数据参数的控制，从而在一定程度上提高了DCS 系统整体控制效率，但是若面临某工作过程需要大量复杂的算法，则其硬件就难以满足其实际需求。
本文在 OPC 通信技术基础上，规划了基于OPC通信技术嵌入复杂智能性模块的 DCS控制系统。该系统充分发挥了计算机软件在复杂算法方面的作用，对火电厂实际工作内容实现了复杂、智能、远程控制。其大幅度提高了传统 DCS控制系统的工作效率，同时不需要对原有DCS控制系统做大量的更改。其具体系统构架如下图（图2：基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架）所示。
在系统投入运行后，DCS后台控制系统根据科学的固定周期对工作过程出现的数据信息进行实时采集，这些数据信息会在监控室的监控界面进行显示，同时还会在DCS历史数据库中进行存储，为以后查阅分析提供方便。
后台控制器被DCS唤醒后，通过OPC数据通道按照事先设置好的周期对DCS 系统的实时数据信息进行读取，利用这些数据信息通过算法计算出控制量，再将该控制量通过OPC数据交互通道传输到DCS 系统实时数据平台，火电厂现场控制器收到DCS 系统实时数据平台发出的控制指令后，就会做出相应的动作，至此就完成了一个控制周期循环。在DCS 后台控制系统中设置合理的周期，重复上述过程，直到现场控制器收到DCS实时数据平台发出的停止指令。
结语
火电厂DCS后台控制系统，其英文全称为：Distributed Control System，属于管理控制系统。该系统集通信技术、图形显示技术、控制技术和计算机技术于一体，其严重弊端为过于依赖工作人员的经验及专业。本篇文章针对“基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制”有关内容，为大家详细讲解了火电厂 DCS 后台控制存在的问题，如该后台控制面临的技术问题以及通信问题，同时向大家简单阐述了OPC通信技术的应用以及基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架等等。
参考文献
[1] 吕亚锋，成立存. 基于MODBUS TCP/IP协议的海上油田发电机组网络监控系统[J]. 北京联合大学学报（自然科学版），2014，03：58-62.
[2] 王智凝，刘意杨，唐曾鹏. 工业无线通信技术讲座第五十七讲 OPC UA在工业机器人信息模型中的应用[J]. 仪器仪表标准化与计量，2016，03：30-33.
[3] 蒋近，段斌. 基于 OPC 技术的监控主站实时数据传输 Real-time data transmission in monitoring master station based on OPC technology[J].Electric Power Auto- mation Equipment，2008，28（9）：97-100.
[关键词]基于OPC通信技术；火电厂；DCS后台控制
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0167-01
近年来随着时代快速发展与社会经济的繁荣，我国的火电厂领域也获得了空前发展，火电厂中的大型机组通常会采用集散控制系统DCS，该系统英文全称为：Distributed Control System，属于管理控制系统。该系统集通信技术、图形显示技术、控制技术和计算机技术于一体，应用于火电厂大型机组，能够实现对机组相关工作进行实时监控、确保其安全可靠运行等，其在火电厂领域中起到了不可忽视的控制管理作用。
但需要注意的是，我国很多火电厂采用的DCS控制系统几乎都是将PID控制（比例-积分-微分控制）作为其基本控制策略，虽然其控制效果比原始的手动控制效果要好，但是在很多如机组远程控制、汽温控制以及燃烧控制等相对重要的热工控制环节，PID（比例-积分-微分控制）控制不能满足稳定、安全、有效控制等要求，也不能充分发挥火电厂DCS（Distributed Control System）后台控制所具备的潜能，并且降低了DCS性能与投资比。所以，火电厂DCS后台控制系统实现智能化、远程化已经成为火电厂未来发展的必然趋势。
一、火电厂 DCS 后台控制与其在通信环节中存在的问题
（一）火电厂 DCS 后台控制技术面临的问题
火电厂大型机组中热工自动控制存在三十多个主要控制回路，其控制过程大多将PID控制（比例-积分-微分控制）作为其基本控制策略，PID控制由于简单可靠而被大部分工程技术人员所接受，其具有相对较强的鲁棒性，更为依赖技术人员的工作经验，对系统过程模型的依赖性较低。但是，火电厂实际生产过程存在非线性、大扰动、多变量等特点，常规的PID控制无法满足其控制需求。
（二）火电厂 DCS 通信环节面临的问题
我国火电厂的DCS后台控制系统存在各种各样的通信方式，用于实现控制仪表、传感器以及计算机等硬件设备与软件之间信息数据的传输。但是由于受到技术与产权的限制，各商家生产的控制仪表、传感器等设备标准不一样，对应的数据信息传输方式和协议也存在差异。当复杂的DCS系统需要很多商家的设备进行集成时，因协调彼此间的通信不但延长了开发时间，还加大了投入成本。
二、OPC 通信技术的应用
OPC 通信技术的英文全称为：Object linking and embedding for Process Control， OPC 通信技術的数据信息存取主要包括三大对象，即：项对象、组对象以及服务器对象。在控制系统工作过程中所涉及到的各个对象嵌入OPC技术，能够在火电厂工作过程控制与Windows系统应用软件两者彼此间架起桥梁。OPC 通信技术不但能够将标准不一的硬件、软件彼此间存在的通信障碍进行科学排除，同时还能够有效处理各个软件彼此间由于数据文件格式不同而导致的通信问题。OPC 通信技术应用模式是典型的客户机 / 服务器类型，其具体结构模型如下图（图1： OPC 通信技术应用的典型 O PC 客户机 / 服务器模式）所示。
三、基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架
现在我国大多数的火电厂所应用的DCS控制系统需对火电厂实际生产过程进行实时监控，然后由工作人员对监控室里接收到的现场数据信息进行分析，结合自身的工作经验对控制参数进行调整，从而完成DCS控制系统的主要工作内容。但这种控制方式有严重的弊端，即过于依赖工作人员的操作经验以及其专业水平。虽然有些DCS 系统采用了Programmable Logic Controller（可编程控制器件）实现了对某些数据参数的控制，从而在一定程度上提高了DCS 系统整体控制效率，但是若面临某工作过程需要大量复杂的算法，则其硬件就难以满足其实际需求。
本文在 OPC 通信技术基础上，规划了基于OPC通信技术嵌入复杂智能性模块的 DCS控制系统。该系统充分发挥了计算机软件在复杂算法方面的作用，对火电厂实际工作内容实现了复杂、智能、远程控制。其大幅度提高了传统 DCS控制系统的工作效率，同时不需要对原有DCS控制系统做大量的更改。其具体系统构架如下图（图2：基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架）所示。
在系统投入运行后，DCS后台控制系统根据科学的固定周期对工作过程出现的数据信息进行实时采集，这些数据信息会在监控室的监控界面进行显示，同时还会在DCS历史数据库中进行存储，为以后查阅分析提供方便。
后台控制器被DCS唤醒后，通过OPC数据通道按照事先设置好的周期对DCS 系统的实时数据信息进行读取，利用这些数据信息通过算法计算出控制量，再将该控制量通过OPC数据交互通道传输到DCS 系统实时数据平台，火电厂现场控制器收到DCS 系统实时数据平台发出的控制指令后，就会做出相应的动作，至此就完成了一个控制周期循环。在DCS 后台控制系统中设置合理的周期，重复上述过程，直到现场控制器收到DCS实时数据平台发出的停止指令。
结语
火电厂DCS后台控制系统，其英文全称为：Distributed Control System，属于管理控制系统。该系统集通信技术、图形显示技术、控制技术和计算机技术于一体，其严重弊端为过于依赖工作人员的经验及专业。本篇文章针对“基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制”有关内容，为大家详细讲解了火电厂 DCS 后台控制存在的问题，如该后台控制面临的技术问题以及通信问题，同时向大家简单阐述了OPC通信技术的应用以及基于OPC通信技术的火电厂DCS后台控制系统构架等等。
参考文献
[1] 吕亚锋，成立存. 基于MODBUS TCP/IP协议的海上油田发电机组网络监控系统[J]. 北京联合大学学报（自然科学版），2014，03：58-62.
[2] 王智凝，刘意杨，唐曾鹏. 工业无线通信技术讲座第五十七讲 OPC UA在工业机器人信息模型中的应用[J]. 仪器仪表标准化与计量，2016，03：30-33.
[3] 蒋近，段斌. 基于 OPC 技术的监控主站实时数据传输 Real-time data transmission in monitoring master station based on OPC technology[J].Electric Power Auto- mation Equipment，2008，28（9）：97-100.