随着工业信息化建设的不断深入,企业对生产的全部过程数据的集中监控和管理提出了更加高的要求。某企业现有DCS(分布式控制系统)已稳定运行多年,系统内部采用OPC DA协议进行数据通信,实现了生产现场设备的实时监控和控制。
为提升企业整体生产管理上的水准,新建了一套集中监控平台,用于整合各车间、各系统的生产数据,实现全厂生产状态的统一监视、数据分析和异常预警。该监控平台基于现代工业互联网架构设计,要求接入侧采用OPC UA协议,以获得更好的安全性、跨平台性和可扩展性。
然而,原有DCS系统的OPC DA服务器与新建监控平台的OPC UA客户端之间有协议差异,无法直接进行数据通信。如何在不影响DCS系统正常运行的前提下,实现DCS生产数据向监控平台的稳定、可靠传输,成为本项目要解决的核心问题。
本项目需要在DCS系统与监控平台之间建立一条数据通道,实现生产数据的单向传输。具体需求如下:
DCS服务器运行Windows操作系统,通过OPC DA协议对外提供生产的全部过程数据。需要采集的标签包括温度、压力、流量、液位、阀门状态等工艺参数,数据类型涵盖Double、Float、Boolean等多种类型。
监控平台作为OPC UA客户端,需要从网关侧的OPC UA服务器读取数据。要求数据传输实时性好、稳定性高,支持断点续传和数据质量标识。
经过技术方案比选,本项目采用VFBOX协议转换网关作为DCS系统与监控平台之间的中间桥梁,实现OPC DA协议到OPC UA协议的转换。
VFBOX网关是上海仰科信息科技有限公司推出的工业级协议转换产品,支持500多种不相同的型号的网关配置,可实现工控、电力、环保、PLC等行业中多种协议之间的互联互通。网关就像一个“翻译官”,一端以OPC DA Client身份从DCS服务器采集数据,另一端以OPC UA Server身份向监控平台提供数据服务,从而完成两种协议之间的数据转换。
(1)网关作为OPC DA客户端,按照配置的采集周期,从DCS侧的OPC DA服务器读取指定标签的实时数据;
(4)监控平台作为OPC UA客户端,连接网关的OPC UA服务端,读取所需的工艺数据。
(2)点击菜单中的“OPC-connect”,搜索网络中可用的OPC DA服务器,选中要连接的服务器名称。例如本例中的服务器名称为:UWinTech.UWinOPCS.1;
(3)选择菜单“OPC-Add item”,查找此服务器上的数据标签名称。例如需要查看“LG_V301B_AV”的数据;
(4)在采集点上右键,选中“Item Attributes”,能查看数据的数据类型。例如该点的数据类型为“Double”。
(4)新建采集点,输入对应的数据类型和点名称。读写控制可选择“读”或“写”,如果只需要采集数据则选择“读”;
(6)点击菜单启动OPC DA驱动。每次工程有修改并下载后,都需要停止一下驱动,然后再启动OPC DA驱动;
(8)点击“查看数据”能够正常的看到网关采集到的数据,确认更新时间为当前时间且数值正常。
(1)在左侧服务列表中选择“OPC UA”,将Enable设置为“Yes”;
(4)在监控平台或测试电脑上,使用OPC UA Client软件连接网关的OPC UA服务地址,验证是不是能够正常读取到DCS采集的数据。
(1)在其他电脑上安装VS软件,按上述步骤配置好参数,点击下载把工程下载到网关中;
(3)把VFBOXOPCClient整个目录复制到DCS的OPC DA服务器上,该软件无需安装,打开直接使用;
注意:配置参数的电脑一定要“停止OPC DA驱动”,再检查DCS服务器上的采集服务是不是正常工作。如果工程有修改,要重新下载到网关,并重新把prj.db3工程文件复制到OPC DA服务器,停止服务后再重新启动。
项目上线后,监控平台能够实时获取DCS系统的温度、压力、流量、液位等关键工艺参数,数据传输稳定、准确,满足了集中监控和生产管理的业务需求。该方案为企业解决不同年代、不同协议工业系统之间的数据相互连通问题提供了一种高效、可靠、低成本的技术路径。
VFBOX网关凭借其丰富的协议支持、工业级的产品的质量和简便的配置方式,在工控、电力、环保、能源等多个行业的协议转换和数据采集项目中得到了广泛应用。对于类似的新旧系统对接、异构系统数据集成需求,该方案拥有非常良好的推广和借鉴价值。
