一種基于PCC 的水電站計算機監控系統設計

　　2.2 通信程序設計

　　LCU 與外部設備如電量儀等的通信基于幀驅動器。幀驅動器是一種介于應用程序和硬件接口之間的軟件工具箱，它使幀以字節流的形式進行發送與接收，無需驅動器對這些幀進行操作。

　　a. 初始化。通信開始時，通過幀命令FRM_xopen（ enbale, device, mode） 初始化端口，其參數定義了接口設備、接口參數以及數據傳輸狀態等。

　　b. 數據發送與接收。函數FRM_xopen（ ）初始化完成后返回緩沖區的地址及其長度，然后調用memcpy（ ）將數據寫入緩沖區， 并將數據發送出去。

　　數據接收的過程與發送基本相反，幀驅動器首先調用FRM_read（ ）讀取1 幀數據并把它放在緩沖區中，然后由memcpy（ ） 讀出該緩沖區的內容。

　　通信模塊部分程序如下：

　　3 上位機監控實現

　　3.1 OPC 服務器

　　上位機監控功能是借助OPC（OLE for ProcessControl）服務器為橋梁實現上位機組態軟件對機組數據信息的共享的。OPC 是一個工業標準，它為不同廠商的硬件設備、軟件和系統定義了公共的接口，使過程控制和工廠自動化中的不同系統、設備和軟件之間能夠互相連接、通信、操作。監控系統采用OPC協議與其他現場設備通信的優點在于：不管硬件設備是否使用標準的通信協議，制造商只需要提供1套OPC 服務器，就可以支持大部分的監控等軟件，也不需要將自己的通信協議細節提供給軟件商。

　　OPC 服務器軟件主要分為OPC 服務器對象模塊、服務器界面模塊和OPC 驅動程序模塊，3 個模塊通過同一塊主內存數據區共享數據，通過線程的同步和互斥等技術的使用， 可解決共享數據的保護問題。

　　在該系統中，上位監控計算機啟動后，系統自動加載一個被BR 稱之為“PVI”的系統模塊，同時PVI 啟動同封裝在PCC 操作系統中的OPC 服務器的通信（在本系統中基于TCP / IP 協議）。PVI 的核心部分為“PVI manager”，在“PVI manager”中用戶可根據需要選擇性定義從OPC 服務器傳輸的數據。BRPVI 的基本構成（ 見B R 2005 User’s Manual,2004）如圖3 所示。

　　圖3 PVI 基本構成

　　3.2 組態程序設計

　　該系統的組態程序采用北京亞控“組態王6.03”設計。“組態王6.03”有比較完善的報警和事件系統、報表系統及支持Windows 標準的Active X 控件， 同時全面支持OPC 標準， 可以通過PVI 很方便地實現同PCC OPC Server 的數據共享， 完成諸如開關量監視記錄和事件順序記錄、事故追憶和故障錄波、自動發電控制（AGC） 、自動電壓控制（AVC）等監控功能。

　　4 結語

　　本文結合發展迅速的PCC 技術，介紹了一種新型高效的水電站計算機監控系統。該系統基于BR2005 系列PCC, 在以最小二乘法對機組模擬量進行濾波的基礎上，實現了機組的各種控制與保護功能，并基于幀驅動器以及OPC Server 實現了PCC 控制系統同外部智能設備及上位機的通信， 組成了一個較先進的適用于中小型水電站的開放式監控系統。

　　該監控系統自現場安裝調試完畢至今，已安全可靠地穩定運行了將近1 年。PCC 可能將會依靠其強大的性能逐漸取代PLC,，成為水電廠自動化改造中不可或缺的一部分。