张让勇，孙祥，韩凌雁
（山东省计算中心网络重点实验室，山东 济南 250014）
摘要：根据兖矿鲍店洗煤厂现有实际情况和建设生产调度综合信息化系统功能需要，采用工业光纤环网和OPC技术将原煤车间、洗煤车间、储运车间分散的集控系统整合成为生产调度综合信息化系统，无缝连接了选煤生产自动化监控系统和厂区信息化管理系统。实现厂区网络数据共享，加快了生产数据流转，提高了生产管理水平。 关键词：OPC技术，工业光纤以太环网，生产调度综合信息化
中图分类号: TP29 文献标志码: A 文章编号：
The Coal preparation plant automation integrated information
system based on OPC technology
Zhang Rangyong、Sun Xiang、Han Lingyan
(Shandong Provincial Key Laboratory of Computer Network, Shandong Computer Science Center, Jinan
250014, China)
Abstract: According to Yan mine Baodian coal preparation plant the actual situation and the construction of production scheduling integrated information system function need,The Coal preparation plant automation integrated information system based on OPC technology integrated Individual parts including raw coal control system, washing Centralized control system and storage and transportation control system together based on OPC technology using Industrial optical fiber Ethernet ring network which seamless connected coal preparation control and monitoring system and Enterprise information system together. It realized the network data sharing, data transfer speeds up production and improving the production management level.
Key words: OPC technology, Industrial optical fiber Ethernet ring network，Production scheduling information system
1、 引言：
知煤矿建设奠定基础。
鲍店选煤厂已形成了较为完整的选煤厂集控系统，分为原煤集控、水洗、储运三个子系统，原有的通讯网络是Modicon Quantum140的Modbus Plus专用网络，作为集控系统的工业现场总线网络。另外，在原煤车间安装有皮带综保系统，采用西门子S7-300系列PLC，完成对该车间12条传送皮带的安全保护功能，目前该系统存在以下问题该厂区部分实现了生产工艺
选煤厂生产调度综合信息系统应用计算机应用技术、工业控制技术、PLC技术、现场总线技术、OPC连接技术、网络技术等将鲍店选煤厂各个分散的工艺监控系统综合到一个完整统一的生产管理系统平台上，形成工业信息化网络系统，实现工业控制网络、生产监控网络、办公信息化网络的融合，成功实现工业化和信息化的融合，将为进一步的物联网建设，感
过程的自动化监测、控制功能，但各个子系统之间相对独立，无法实现信息共享，形成了信息孤岛，无法实现“管理控制一体化”生产的要求，同时也给洗煤厂的安全生产带来隐患。
OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。COM是Component Object Model的缩写，是所有OLE机制的基础。COM是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的[1]. 使不同供应厂商的设备和应用程序之间数据交换更加简单化，而可以向用户提供不依靠于特定开发语言和开发环境的可以自由组合使用的过程控制软件组件产品。
本文主要结合鲍店选煤厂的实际情况和OPC技术特点，论述了基于OPC技术和工业光纤环网的生产调度综合信息系统的设计和实现。
2、 系统设计：
选煤厂综合信息化系统采用远程/本地相结合的“分散控制、集中管理”模式，分工业现场控制层、生产监控调度层、综合信息管理层三级，系统框架如下：
综 合OA系统 ERP系统 WEB信息发信 息
企业局域网和互联网
交换机 生产 工业局域网 监控 原煤集洗煤集储运集皮带综调度 层
现场总工 业PLCPLCPLC。。。 PLC现 场 设备设备设备。。。 设备图1：系统架构 工业控制层主要包括以PLC为主各个设备控制系统，完成数据撷取、A/D转换、数字滤波、温度压力补偿、PID控制等各种功能，在本系统中主要控包括原煤车间的各个皮带、洗煤车间皮带、洗煤机以及储运车间皮带等控制。
工业控制层的各个PLC以及部分数传采集仪表通过工业现场总线将数据传输到位于调度室的生产调度
层的各个计算机中。生产调度层主要包括各个分车间的集中控制系统。
通过敷设工业光纤以太环网将各个分散的集控系统连接到一个工业局域网中，再经过交换机连接到企业局域网中，实现与企业综合信息化系统数据共享。从而将工业现场控制数据嵌入企业OA、ERP和WEB信息发布系统中，实现了“管理控制一体化”的目标。
此外，煤矿企业信息化系统采用标准的OPC数据传输接口，提供开放式的数据访问接口，这将为煤矿企业的系统功能扩展、系统升级提供方便。
3、 硬件实现：
本系统网络拓扑图如下，通过建设工业光纤以太环网将各自独立的原煤集控、洗煤集控、储运集控、皮带综保以及电机监测子系统连接成局域网络，实现了基于TCP/IP的数据共享的硬件基础。
综合调度室监 综合数据 办公网络 控调服 度务机机器器 视频服务器 WEB服务器 交换机 查询机 1交换机 防火墙光纤链路模块工业光纤环网 Internet 光纤链路模块 光纤链路模块 光纤链路模块 光纤链路模块 交换机 查询机 2 皮带秤 粒位计 测绘仪 „ 皮带综保原煤集控皮带综保皮带综保 储运集控 查询机n 查询机 3原煤主站 水洗主站 储运主站 电机监测 互联网 图2.系统网络总体拓扑图
4、 软件实现：
因为原有分散的集控系统采用不同组态软件编写，为了实现数据集中和共享，我们采用了OPC技术将不同组态软件和应用软件中的实时数据集中到同一的数据服务器中，并向其他应用程序提供数据输出功能。
电机监测系统 原煤集控系统原煤皮带综保洗煤集控系统储装运集控系统OPC serverOPC serverOPC serverOPC serverOPC serverOPC client综合调度系统数据库WEB信息发布设备连接皮带秤等检测 图3：各子系统连接示意图
综合调度系统采用组态王6.53组态软件开发，数据存
储到数据库服务器，采用.net技术开发web信息发布系统。
4.1、Intouch作为OPC Server端配置 首先下载Intouch Fsgateway软件安装，打开Wonderware的System management Console,在DAServer
Manager->Default Group ->Local
->ArchestrA.FSGateway.1，鼠标右键点击Configuration，点击弹出菜单的Add Intouch Object生成New_Intouch_000
配置，在配置参数界面中，点击Item Browse Path后按钮，指定原集控系统文件所在目录，点击右下方的Tag Browser
按钮，弹出该项目所有定义的变量标示表，选中要共享的变
量名，点击Ok按钮确定，所选中的变量被添加到Device
Items列表中，最后右击ArchestrA.FSGateway.1，点击Active Server激活OPC Server， 列表中的数据就可以被
组态王为OPC Client端访问。 4.2、组态王作为OPC Client端配置
打开组态王“工程浏览器”，点击“设备”下的“OPC 服
务器”，点击“新建”打开查看OPC 服务器对话框，在网络节点名下文本框中填写“\\\\(ip地址)”,选中右侧OPC 服务器下列表中的“ArchestrA.FSGateway.1”，点击确定，完成OPC Server配置。点击变量，新建对话框中，填写变量名称，变量类型为“I/O实数”或“I/O离散”、“I/O整数”等，连接设备选中刚新建的设备，指定寄存器位置，选择正
确的数据类型后，就可以自动在组态王中引用Intouch 变量。
4.3、综合调度系统与厂区管理信息系统连接及web数
据发布
为了实现工业控制现场数据与厂区管理信息系统共
享，需要在组态软件中编写脚本程序利用ODBC连接，定时将实时数据和历史数据更新到sql server数据库中，然后在厂区管理信息系统中设置数据源连接提取相关数据，实现数据共享，使用Asp.net和c#语言将有关数据连接至已有
的OA系统，实现开发web信息发布系统，通过采用单独的数据库服务器，将工业现场控制系统和厂区信息管理系统以及互联网隔离开来，既实现了数据的有效共享，不会因外网攻击而导致工业现场控制系统紊乱，产生误操作甚至恶意破坏，从而保证了工业现场控制系统的安全。
结束语：
通过近一年的运行，兖矿鲍店选煤厂综合信息系统运行稳定，数据可靠，相关领导和管理部门通过实时动态的综合信息系统能够及时洗煤厂生产现场情况，通过历史数据查询分析设备运行维护规律，生产经营趋势等信息，改变了原来各个工业控制系统相互独立，信息管理系统与工业控制现
场无法数据共享，生产数据流转依靠人工报表和电话通知的局面，提高了管理数据的实时性和可靠性，提高了产品质量和管理水平，为下一步建设数字化矿山打下坚实的基础。
参考文献：
[1]、 陆会明, 朱耀春等，《控制装置标准化通信:OPC服务器开发设计与应用》，机械工业出版社出版 ，3-4。 [2]、 北京亚控，《组态王6.5使用手册》。
作者简介：张让勇（1973.5.10-）,男，汉族，山东省德州市平原县人，
助理研究员，硕士。主要研究方向计算机应用技术和工业自动化技术应
用开发。E-mail:zhangry@keylab.net。
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