目前國內(nei) 從(cong) 事風電機組整機開發和研製的企業(ye) 估計約40多家，大型風電場中的風電機組和監控係統一般由多個(ge) 廠商提供，各廠商的監控係統互不兼容，對風電場中不同類型風電機組的統一監控與(yu) 管理則缺乏有效研究，難以進行統一維護與(yu) 管理。針對當前風電場中風機控製係統及電力監控係統多係統並存的情況，將OPC技術引入其中，以實現風電場中風機控製係統和電氣控製係統的無縫連接，解決(jue) 了風電場多係統互聯問題。

　　1、OPC的關(guan) 鍵技術

　　OPC（OLEforProcessControl）是對象鏈接和嵌入技術在過程控製方麵的應用，為(wei) 工業(ye) 自動化軟件的開發提供了統一的標準。OPC技術的目的就是為(wei) 現場設備或數據庫中的大量數據源之間的通信提供統一的傳(chuan) 輸標準，使得係統集成更加方便。OPC技術也是微軟公司為(wei) 了把Windows應用於(yu) 控製係統而和控製界共同推出的一項技術。它以微軟公司的組件對象模型/分布式組件對象模型（COM/DCOM）技術為(wei) 基礎，為(wei) 工業(ye) 控製軟件定義(yi) 了一套標準的對象、接口和屬性，通過這些對象接口，實現了應用程序之間數據交換的標準化，從(cong) 而大大提高自動化設備之間的開放性和互操作性。

　　A.COM與(yu) DCOM技術

　　隨著軟件技術的迅速發展，傳(chuan) 統的程序升級已經不能滿足技術發展的需要，解決(jue) 這個(ge) 問題的方法就是將應用程序分割成一些小的應用或組件，然後將這些組件在運行時組裝起來形成應用程序。在組件技術規範方麵主要有兩(liang) 個(ge) 標準，其中一個(ge) 是由微軟推出的組件對象模型（ComponentObjectModel，COM）技術。該技術提供了各個(ge) 軟件部件以標準模式在一起工作的框架和技術規範，此規範為(wei) 了保證能夠互操作、客戶和組件應遵循的一些二進製和網絡標準，任意的兩(liang) 個(ge) 組件之間可以在不同的操作環境下進行通訊，甚至使用不同的開發語言開發的組件也能實現。COM是一種軟件組件間相互數據交換的有效方法。

　　COM接口的COM規範中最重要的部分，COM規範的核心內(nei) 容就是對接口的定義(yi) ，COM都是以接口的形式出現。組件與(yu) 組件之間、組件與(yu) 客戶程序之間都要通過接口進行交互。接口成員函數將負責為(wei) 客戶過其他組件提供服務。對於(yu) COM來說，接口是一個(ge) 包含一個(ge) 函數指針數組的內(nei) 存結構。對於(yu) 客戶來說，一個(ge) 組件就是一個(ge) 接口集，任何一個(ge) 具備相同接口的組件都可對組件都可以對此進行相對於(yu) 其他組件透明的替換。

　　B.基於(yu) OPC的客戶機/服務器數據交換模型

　　COM技術的出現為(wei) 控製設備和控製管理係統之間的數據交換簡單化提供了技術基礎。但是如果不提供各異標準的化COM接口，各個(ge) 控製設備廠家的COM組件之間的相互連接仍然是不可能的。

　　隨著基於(yu) OPC標準的控製組件的推廣和普及，不僅(jin) 使控製係統功能的增減和組件的置換更加簡單，而且使過程數據的訪問也變得容易。比如，符合OPC規範的過程控製程序可以直接和數據分析軟件包或電子表格應用程序連接。

    2、OPC數據采集係統設計

　　在傳(chuan) 統的數據采集係統中，監控與(yu) 數據采集係統（SCADA）、人機接口（HMI）、組態軟件等應用程序都是通過驅動程序與(yu) 現場設備進行通信的，但驅動程序有著它自身的局限性，如同一設備為(wei) 適應不同的客戶端應用程序需要開發不同的驅動程序，造成勞動重複。一旦硬件設備升級，先前開發的驅動程序也應做相應的修改。驅動程序一般采用動態鏈接庫（DLL）的形式，動態數據交換（DDE）是其進行數據交換的主要方式，但這種方式不允許多個(ge) 應用程序同時訪問一個(ge) 設備。

　　A.風電場前置機數據采集係統設計

　　由於(yu) OPC定義(yi) 了一套基於(yu) MicrosoftOLE/COM或DCOM的接口訪問方式，符合或支持OPC協議的應用程序隻要基於(yu) TCP/IP協議可以互相訪問，就可以通過OPC協議交換數據。風場前置接口機上安裝多塊網卡，需要和風機生產(chan) 廠家提供的監控係統的工程師站相連，其IP地址設置成與(yu) 工程師站在

　　同一網段即可。

　　由於(yu) 目前各風機生產(chan) 廠商開放程度的不同，丹麥的Vestas風機開發了OPC接口，用於(yu) 第三方廠商的接入，西班牙歌美薩風機是提供了其數據庫的接口軟件（DLL），東(dong) 汽、華銳等國產(chan) 風機是與(yu) 風機控製器進行輪詢，轉發為(wei) MODBUS通訊協議，提供給第三方，由第三方完成。

　　B.風電場OPCSever接口軟件設計

　　本文以華銳風機1500為(wei) 例，介紹風電場OPCSever接口軟件的設計方案。

　　華銳風機是提供與(yu) 風機控製器的進行通訊的MODBUS數據通訊服務器軟件，其軟件實現與(yu) 現場風機進行實時數據交互，我們(men) 設計將MODBUS/TCP包裝成OPCSever.在使用MODBUS/TCP協議規範時，采用麵向連接的方法，在通信時要經過建立連接、傳(chuan) 輸數據、釋放連接三個(ge) 步驟。

　　a.MODBUS/TCP的報文解析

　　（1）MODBUS/TCP請求報文：0000000000060103000100781631

　　前七位為(wei) MBAP頭，分別為(wei) 事物處理標識符高位（1位），事物處理標識符低位（1位），協議標識符（2位），長度標識符（2位），單元標識符（1位）。後七位為(wei) MODBUS請求報文，03為(wei) 功能碼，為(wei) 讀取保持寄存器的內(nei) 容，0001為(wei) 起始地址，0078為(wei) 寄存器數量，1631為(wei) 校驗碼，校驗方式為(wei) CRC循環冗餘(yu) 校驗。

　　（2）MODBUS/TCP接收報文：0000000000F30103F0000040E0…

　　從(cong) 第十位開始，采用單浮點型float，每兩(liang) 位報文為(wei) 一個(ge) 寄存器響應數據，其中高字節在前，低字節在後。

　　b.OPCSever數據訪問的實現

　　OPC數據存取服務器的主要功能是完成數的存取，OPCSever有4種數據訪問方法：同步數據訪問，異步數據訪問，刷新訪問，訂閱方式訪問。在本設計方案中，采用訂閱方式進行訪問，訪問的數據在狀態發生改變時主動的通知客戶程序刷新數據。

　　報文解析Sockect通訊模塊實現與(yu) MODBUS/TCP服務器進行讀寫(xie) 操作，解析收到的報文。

　　OPC接口模塊是主要完成OPCSever、OPCGroup和OPCItem的定義(yi) 、連接、添加和刪除等。其定義(yi) 了訂閱方式進行數據訪問，OPC基金會(hui) 提供了標準的接口函數客戶以統一的方式去訪問。

　　程序管理模塊主要是現場數據的監視，測點信息的管理和從(cong) OPC接口模塊中接收的項信息，包括時間戳和數據質量。

　　3、結論

　　本文首先介紹了OPC的關(guan) 鍵技術——COM和DCOM技術，然後對基於(yu) OPC技術的客戶機/服務器數據交換模型進行了描述，最後詳細介紹了OPC技術在風電場監控係統中的應用——OPC數據采集係統的設計。將OPC技術應用與(yu) 風電場監控係統中，從(cong) 根本上解決(jue) 了不同型號風機設備之間的通訊問題，使風電場的集群管理更加方便。進而，完善了風電企業(ye) 生產(chan) 信息化管理平台，提高信息化水平。