OPC技术在油田分布式共享系统中的应用
任伟建1 江 声1 霍凤财1 姜淑环2 杨 迪2
【摘 要】摘 要：为了解决油田联合站内不同厂商监控组态软件之间的通信问题，采用OPC接口技术，设计了油田数据分布式共享系统，实现了相互独立的各联合站数据采集系统之间的通信以及网络客户端油田联合站数据的分布式共享。实际应用表明，该系统能够实时获取数据源的动态数据和历史数据，捕捉控制过程中的各种报警和事件，具有一定的推广价值。 【期刊名称】自动化仪表 【年(卷),期】2016(037)010 【总页数】4
【关键词】油田联合站 数据共享 OPC 中间服务器 Socket 数据监控 组态软件 分布式 动态缓存 Dynamic cache
0 引言
目前，随着工业生产规模的不断发展，在工业自动化领域中，设备数据的采集监控的重要性日益凸显。在石油行业，油田联合站数量众多，地域分布广泛。由于生产数据的采集与监控相互独立，且在很大程度上依赖组态软件，在应用过程中产生了一系列问题：用户的访问数量受到限制，相互独立系统结构本身的封闭性会排斥与其他系统的资源充分共享[1]。
近年来，在工业过程控制领域出现了用于过程控制的对象连接嵌入(object linking and embedding for process control,OPC)技术[2]，它以OLE/COM、DCOM技术为基础，是在已经存在的数据采集技术的基础上提出的解决方案
[3-4]。OPC技术支持分布式应用和异构环境下应用程序之间的软件无缝集成和互操作，使客户软件能够访问任意数据源，为不同类型的服务器和客户端搭建桥梁，确保数据源能够提取数据并将其统一传输到应用程序[5-6]。
本文以OPC技术为基础，阐述了油田数据分布式共享系统方案的构建方法，重点讨论了OPC客户端在数据采集系统无缝集成中的实现过程，并介绍了分布式共享系统实现过程中所应用的关键技术。
1 系统整体设计
本文设计的基于OPC数据规范技术的油田数据分布式共享系统(以下简称为油田数据分布式共享系统)，主要包括五个部分：浏览器、Web服务器、OPC客户端、OPC服务器以及底层设备，系统的整体架构如图1所示。Web服务器包括可视化展示网络和互联网信息服务(internet information service,IIS)这两部分。
2 系统实现
本系统是基于.NET平台开发的，采用的开发工具为Visual Studio 2010，使用C#编程语言。系统采用的关键技术如下。 2.1 OPC中间数据服务技术
传统的油田数据采集系统虽然实现了数据的采集和显示，但是系统在很大程度上仍依赖组态软件。不同厂家的组态软件各自独立，很难实现数据的共享。本文采用OPC中间数据服务技术突破了这种局限，拓展了生产数据的应用范围。 通过引入OPC规范，建立通信规则框架信息库并采用有效的实时处理策略，设计、开发了具有较强通用性和面向过程数据通信的OPC客户端。OPC规范包括OPC服务器和OPC客户端两部分。从功能上看，OPC服务器作为数据源，
它本身拥有数据，或可从各种设备、系统、控制器得到数据；OPC客户端则可在应用的过程中采集OPC服务器数据。 2.1.1 OPC服务器
OPC服务器的构建一般有两种方式：①开发人员按照要求自定义创建;②各OPC服务器厂商包括组态软件提供的模块化的OPC Server。本文以紫金桥监控组态软件的RealInfo OpcServer 2.0作为OPC服务器，获取油田联合站数据，并向中间服务器(OPC客户端)提供数据。OPC服务器分为服务器 (server) 、组(group) 、数据项 (item)[7]这三层，三者之间的关系如图2所示。
OPC服务器支持两种访问接口：自定义标准接口和OLE自动化标准接口。自定义接口是一组COM接口，主要用于C++语言的应用程序开发；自动化接口是一组OLE接口，它提供了自动配置和存取过程控制数据的接口，主要用于VB、Delphi、C#和其他基于脚本编程语言的应用程序的开发[8]。任何OPC服务器都必须提供自定义接口，但是自动化接口是可选择的。同其他主流OPC服务器一样，RealInfo OPCServer 2.0提供了自动化接口。 2.1.2 OPC客户端程序设计
OPC基金会的opcdaauto.dll动态链接库作为自动化接口的组件，提供了用于访问OPC服务器的对象、属性和方法。本文在引入此动态链接库的基础上，以基于Visual C#语言的Windows Form开发OPC客户端作为系统的一部分，更易于实现其与整个软件结合和升级。遵循OPC标准开发的OPC客户端能实现与众多联合站OPC服务器的互联和数据采集，应用方便。
应用自动化接口开发OPC客户端，首先要定义全局变量。本文分别定义服务器、组和数据项如下：
OPC技术在油田分布式共享系统中的应用
