应用于过程控制的对象连接与嵌入技术在工业互联网中的应用

针对当前工业互联网发展中存在的问题,将应用于过程控制的对象链接与嵌入(OPC)技术应用于工业互联网,具有重要意义。从经典OPC阶段、OPC可扩展标记语言-数据访问(XML-DA)阶段和OPC统一架构(UA)阶段介绍了OPC技术的发展,并分析了OPC UA在工业互联网中应用的意义。

用于过程控制的对象连接和嵌入技术综述

本文介绍了OPC(OLEforProcessControl)技术的产生背景、概念以及技术规范 ,指出了OPC技术所带来的巨大影响 ,并对其发展前景进行了展望。

基于多层分布式软件体系结构的烧结过程BTP优化控制系统设计

以某钢铁企业烧结过程,即烧结终点(Burning Though Point,BTP)优化控制系统为对象,针对当前控制软件存在开放性差、结构固定、可重用程度低的问题,提出一种多层分布式软件体系结构。在分析系统结构、接口和交互模式的基础上,给出系统开发的实施方案,从而建立了一个基于Windows DNS的开放的、有强交互能力和扩展能力的分布式BTP优化控制系统。

基于OPC UA的分布式数据采集处理系统架构研究

随着物联网与互联网融合的不断深化,感知层与应用层之间的互联互通要求不断提高。针对现有数据采集系统存在的规范性、扩展性和适应性不足的问题,文章提出一套基于对象连接与嵌入过程控制统一架构(object linking and embedding for process control unified architecture,OPC UA)协议的分布式数据采集处理系统架构。对数据采集处理系统各个模块进行功能解耦和架构重组,分别介绍该系统硬件和软件架构;针对发布订阅模式下负载的特异性,提出一种改进的适用于OPC UA分布式订阅的负载均衡算法;最后在某车企实例验证该系统架构。结果表明,基于OPC UA的分布式数据采集处理系统数据采集处理效果良好,证明了该系统架构的可行性及有效性。

基于OPC技术的电力监控系统网络安全风险预警研究

为了从技术管理方面提高电力监控系统的安全性,避免发生无意与恶意破坏事件,面向电力监控系统的实时数据信息存储与处理,提出将用于过程控制的对象连接与嵌入(Object Linking and Embedding for Process Control,OPC)技术用于网络安全风险预警。概述设计所用的OPC服务器结构,设计基于OPC技术的电力监控系统,结合防火墙与入侵侦测技术,提高整个电力监控系统的安全管理水平,提取正常时隙预警信息为正常样本。结果发现,基于OPC技术的电力监控系统安全预警,在准确度方面具有优越性,证实了设计的基于OPC技术的电力监控系统在电力日常监管工作中的安全适用性。

基于OPC技术和果蝇优化广义回归神经网络的海洋蛋白酶发酵过程软测量

鉴于海洋生物酶发酵过程中关键生物参数难以实时在线测量的问题,提出了一种基于果蝇优化算法(Fruit fly optimization algorithm,FOA)的广义回归神经网络(Generalized regression neural network,GRNN)与面向过程控制的对象链接与嵌入技术相结合的软测量方法。GRNN的非线性映射能力强、学习速度快,但GRNN的预测性能受平滑因子的影响比较大,因此利用FOA对GRNN的平滑因子进行寻优,以提高模型的泛化能力,采用OPC技术可以实现MATLAB和组态王之间的数据通讯,将预测的关键生物参数值传送给组态王进行实时显示与存储。通过采集海洋蛋白酶发酵过程的实验数据,建立基于FOA优化GRNN的海洋蛋白酶发酵过程关键生物参数(菌体质量浓度、基质质量浓度、酶活)的软测量模型,并与GRNN、BP神经网络、支持向量机(Support vector machine,SVM)进行对比。结果表明,基于FOA优化GRNN的软测量模型对训练样本的拟合能力和对测试样本的预测能力都远远超过GRNN、BP神经网络和SVM,通过OPC技术将MATLAB和组态王进行数据连接,实现了生物参数的实时在线测量,且系统运行的稳定性较好。

基于OPC技术的高压开关柜无源无线温度监测系统设计

现有高压开关柜温度在线监测系统存在安装维护复杂、传感器供电不可靠、接口开放性差等不足。针对该问题,基于面向过程控制的OLE技术(OPC),设计一种新的温度监测系统。利用无源无线的声表面波温度传感器采集温度信息,通过ZigBee无线网络进行数据传输,实现高压开关柜温度在线监测与集中显示,同时采用OPC服务器软件架构屏蔽设备的底层私有协议,便于与其他测控平台实现无缝集成。实验结果表明,该系统能够克服协议私有、接口不开放的弊端,具有较好的工程应用价值。

基于RFID技术的动态数据采集系统设计

为了实现汽车车门生产过程的可追溯性,以便对汽车车门的质量和数量进行有效监测,以某汽车厂车门生产线为研究对象,根据射频识别(RFID)技术设计了动态数据采集系统。首先,设计了上位机管理系统。然后,采用应用于过程控制的对象连接与嵌入(OPC)协议建立Kepserver与可编程逻辑控制器(PLC)之间数据联系,并利用西门子S7-1200 PLC控制欧姆龙V680S读写器对标签数据的读写。最后,将实时数据反馈给上位机。动态数据采集系统融合了OPC协议与Modbus协议,实现了西门子PLC与欧姆龙V680S读写器和上位机之间的通信。系统测试表明,该数据采集系统实时性较好,运行稳定,定位精准度较高。该系统操作简便、实用性强,对实现工业生产自动化有着重要的意义。

基于ROPES的CTCS-3级列控系统车载设备的建模

针对列控系统传统建模方法存在的缺点,在对CTCS-3级列控车载设备进行需求分析、系统分析和对象分析的基础上,引入嵌入式系统的快速面向对象开发过程(ROPES)的建模方法。利用该方法进行CTCS-3级列控系统车载设备的体系架构设计,建立了系统的详细模型。利用Rhapsody工具,将模型转换成基于实时框架技术可执行的代码,自动生成测试案例,对模型进行验证。测试结果表明,该建模方法有效降低了软件设计的复杂度,缩短了车载设备软件的开发周期。

基于EPA通信标准的OPC服务器研究

针对当前各种总线共存、无法实现互连互通的状况,结合基于以太网的工厂自动化(EPA)通信协议的特点,提出EPA网段和无线网段(802.15.4)的互连模型,采用基于过程控制的对象连接与嵌入(OPC)技术开发了基于EPA通信规范的OPC服务器,并运用开发的OPC客户端成功实现了对EPA网段和无线网段的数据监控,实际测试表明,开发的基于EPA的OPC服务器正确、可靠。

基于IFIX的半潜式钻井平台集成监控系统

针对目前海洋钻井平台中集成能力、可操作性和可扩展性存在的问题,分析了平台监控的设计思想和主要功能。应用OPC技术设计客户端实现了平台钻井系统集成监控的网络结构。研究了半潜式钻井平台各子系统集成监控技术;并以压载监控子系统的人机界面为例,采用IFIX工控组态软件进行了制作。此钻井平台集成监控系统具有独立性、可扩展性强等特点。

区域性多风电场数据采集与远程集控系统设计

为了实现区域性多风电场集控中心对风机的统一运行维护与协调管理,设计了区域性多风电场数据采集与远程集中监控系统,该系统采用用于过程控制的对象连接与嵌入(OPC)技术对多个风电场中风电机组等设备数据进行采集,并完成OPC与104协议转换,借用电力调度数据网实现风电场数据到集控中心安全快速上传,实现对风电场的实时监控;突破风电机组传统意义上的风电机组信息无法与电力系统资源实现整合,不同风机厂家无法实现统一监控等关键技术,从真正意义上实现了风电场的优化运行,并为风电场节约了投资,实现了风电场效益的最大化。

X射线凸度检测系统OPC服务器的研究与开发

X射线凸度检测系统作为钢厂控制板材生产质量的关键设备,可快速和连续输出轧制板材的各项信息。为将以上信息传输给钢厂综合管理系统,需开发一款符合OPC规范的数据服务器。论文在分析凸度检测系统特性基础上,深入研究opc-da-3.0规范后,设计和开发了一套OPC数据服务器软件。该软件可及时连续将检测信息更新给客户端,并且具有好的操作界面。经测试该软件达到了预期功能并且运行稳定。

尾矿行车无人智能化改造

江西铜业股份公司贵溪冶炼厂选矿车间尾矿产出倒运、库区内尾矿倒运、火车装车等所用抓斗行车通过安装先进的传感器,如激光扫描仪,激光测距仪,编码尺等设备,实时采集数据,经过计算机系统的运算,形成空间立体坐标系,实现行车定位精确控制,再通过计算机模型系统,智能计算、智能决策生成行车作业指令,实现抓斗行车由人工驾驶转化成了计算机智能控制,达到了改善作业条件、提升安全保障、减员增效及提高作业效率的目的。

OPC技术在EtherNet/IP主站中的应用

介绍了如何在EtherNet/IP主站构成的网络中采用OPC技术进行数据通信的方法,以及如何根据COM/DCOM技术设计使用OPC技术,为将遵循不同协议的现场控制网络整合于一个网络提供了一种可行方法。

BP神经网络PID在扭矩标准机上的建模与实现

目前,国内静重式扭矩标准机在实际应用中往往使用传统的分段式控制逻辑,会导致检定校准过程单一、缓慢。对实验室一台3 000 Nm静重式扭矩标准机进行研究后,在控制精度保持不变、保证安全与仪器使用寿命的前提下,探索更加智能的静重式扭矩标准机控制系统的控制方法,设计了一套新型基于神经网络的比例积分微分(PID)自适应控制系统软件。将反向传播(BP)神经网络算法应用于PID控制器中,对伺服平衡系统增加BP神经网络的PID控制逻辑,建立被测扭矩传感器控制系统传递函数Simulink数学模型。通过S函数编辑M文件与Simulink联系,对静重式扭矩标准机控制系统进行Simulink仿真。使用组态王建立过程控制的对象连接与嵌入(OPC)通信服务器,使可编程逻辑控制器(PLC)组态软件与Matlab进行数据交换。新的自适应整定控制算法可以有效提高静重式扭矩标准机的使用时间效率,大幅缩短扭矩标准机各级扭矩加载时间,使控制智能化、自学习化。

扫描投影光刻机电气安全诊断系统的设计与实现

针对扫描投影光刻机电气安全互锁与智能诊断需求,设计了一套数据采集与监视控制系统。该系统以安全处理盒作为主要电气硬件结构,以倍福嵌入式工业PC作为主站,PLC I/O模块配置从站,采用GENESIS64组态监控软件、EtherCAT现场总线与OPC标准协议,实现了光刻机在整机控制层面上的电气安全设计以及实时诊断,为光刻机的安全运行提供了智能决策与可靠保障。

基于OPC技术的广播电视UPS智能电源监测系统设计

随着不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统在广播电视节目播出系统中的应用需求增大,通过优化UPS供电模式和设计UPS智能电源监测系统,在实现自主运行、智慧运维的基础上,提高广播电视UPS系统的稳定度控制精度和工作效率,同时降低其自身的故障率。

核电厂反应堆冷却剂平均温度预测控制及仿真研究

针对核电厂反应堆冷却剂平均温度控制对象,采用冷却剂平均温度的非参数模型,设计动态矩阵控制器(DMC)。采用用于过程控制的对象连接与嵌入(OPC)技术与核电仿真模型连接,构建用于冷却剂平均温度控制仿真研究的平台,在矩阵实验室(MATLAB)环境下针对小范围负荷波动设计动态矩阵预测控制器。仿真得到冷却剂平均温度的跟踪曲线与冷却剂平均温度调节棒(R棒)的变化曲线。通过堆芯轴向功率分布偏差,验证该预测控制算法在满足优化控制性能的同时,保证了反应堆功率分布的安全合理性。

AC800M系列控制器在水电站计算机监控系统中的应用

介绍了AC800M系列控制器的编程与调试环境、用于过程控制的对象连接与嵌入(OPC)技术、系统可靠性设计、系统通信网络等方面的特点。结合嘉陵江沙溪航电工程中水电站计算机监控系统的实施案例,主要阐述了AC800M系列控制器在国内水电站计算机监控系统中的具体应用。