OPC技术在风电场监控系统中的应用

A.风电场前置机数据采集系统设计

由于OPC定义了一套基于Microsoft OLE/COM或DCOM的接口访问方式，符合或支持OPC协议的应用程序只要基于TCP/IP协议可以互相访问，就可以通过OPC协议交换数据。风场前置接口机上安装多块网卡，需要和风机生产厂家提供的监控系统的工程师站相连，其IP地址设置成与工程师站在

同一网段即可。

由于目前各风机生产厂商开放程度的不同，丹麦的Vestas风机开发了OPC接口，用于第三方厂商的接入，西班牙歌美萨风机是提供了其数据库的接口软件(DLL)，东汽、华锐等国产风机是与风机控制器进行轮询，转发为MODBUS通讯协议，提供给第三方，由第三方完成。

B. 风电场OPCSever接口软件设计

本文以华锐风机1500为例，介绍风电场OPCSever接口软件的设计方案。

华锐风机是提供与风机控制器的进行通讯的MODBUS数据通讯服务器软件，其软件实现与现场风机进行实时数据交互，我们设计将MODBUS/TCP包装成OPCSever.在使用MODBUS/TCP协议规范时，采用面向连接的方法，在通信时要经过建立连接、传输数据、释放连接三个步骤。

a. MODBUS/TCP的报文解析

(1)MODBUS/TCP请求报文：00 00 00 00 00 06 01 03 00 01 00 78 16 31

前七位为MBAP头，分别为事物处理标识符高位(1位)，事物处理标识符低位(1位)，协议标识符(2位)，长度标识符(2位)，单元标识符(1位)。后七位为MODBUS请求报文，03为功能码，为读取保持寄存器的内容，00 01为起始地址，00 78为寄存器数量，16 31为校验码，校验方式为CRC循环冗余校验。

(2)MODBUS/TCP接收报文：00 00 00 00 00 F3 01 03 F0 00 00 40 E0…

从第十位开始，采用单浮点型float，每两位报文为一个寄存器响应数据，其中高字节在前，低字节在后。

b. OPCSever数据访问的实现

OPC数据存取服务器的主要功能是完成数的存取，OPCSever有4种数据访问方法：同步数据访问，异步数据访问，刷新访问，订阅方式访问。在本设计方案中，采用订阅方式进行访问，访问的数据在状态发生改变时主动的通知客户程序刷新数据。

报文解析Sockect通讯模块实现与MODBUS/TCP服务器进行读写操作，解析收到的报文。

OPC接口模块是主要完成OPCSever、OPCGroup和OPCItem的定义、连接、添加和删除等。其定义了订阅方式进行数据访问，OPC基金会提供了标准的接口函数客户以统一的方式去访问。

程序管理模块主要是现场数据的监视，测点信息的管理和从OPC接口模块中接收的项信息，包括时间戳和数据质量。

3. 结论

本文首先介绍了OPC的关键技术——COM和DCOM技术，然后对基于OPC技术的客户机/服务器数据交换模型进行了描述，最后详细介绍了OPC技术在风电场监控系统中的应用——OPC数据采集系统的设计。将OPC技术应用与风电场监控系统中，从根本上解决了不同型号风机设备之间的通讯问题，使风电场的集群管理更加方便。进而，完善了风电企业生产信息化管理平台，提高信息化水平。(