OPC技术及其在厂站监控系统中的应用研究

摘要

本文主要包括两方面内容：OPCDA服务器及其与OPC客户交互通信的研究实现；OPC模式在电力监控系统软件中集成方案的设计实现。 日新月异的计算机技术使电力实时监控和远动技术正朝着功能分散化、通信网络化的方向发展，数据通信成为厂站自动化系统的核心。监控系统与测控装置通信封装了很多不同的规约，由此引发的规约转换不灵活和系统集成兼容性差等问题成为实际工程中的瓶颈，加重了监控系统开发的负担。如何有效提高监控系统的开放性与互操作性已成为关键所在。 OPC(OLEforProcessControl)技术的产生和应用彻底改变了这种状况，它为自动化系统中不同应用间提供了一种标准的数据交换机制。本文首先深入分析了以COM组件对象模型为基础的OPC内部机制及其通信原理，运用VisualC++ATL技术设计了OPCDA(数据存取)通用服务器并研究实现了与OPC客户的交互通信。结合实际需求，将OPC通信技术引入厂站监控系统来解决数据通信中存在的问题。重点阐述了OPC模式在南瑞中德公司厂站监控系统通信控制器CCM中的技术集成方案，通过应用验证了采用OPC技术后系统集成、移植、升级时的高效和低成本。最后展望了OPC的发展以及在下一代变电站自动化通信体系IEC61850中的重要地位。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1厂站自动化

1.2问题的提出

1.3 OPC技术及发展现状

1.3.1 OPC规范简介

1.3.2 OPC技术的优势

1.3.3 OPC技术的最新发展

1.3.4 OPC技术的应用现状

1.4本文的背景、意义及任务

1.4.1课题的工程背景

1.4.2本文的主要工作

第二章厂站监控系统的发展和OPC模式的引入

2.1厂站监控系统

2.1.1厂站监控系统的发展和结构特点

2.1.2厂站监控系统中的通信网络

2.1.3传输规约

2.1.4主控单元简介

2.2厂站监控系统中的数据通信

2.3 OPC模式的引入

2.4 OPC核心技术—COM/DCOM

2.4.1 COM对象

2.4.2 COM接口

2.4.3 COM库

2.4.4类厂

2.4.5 COM组件的注册

2.4.6引用计数

2.4.7枚举器

2.4.8包容和聚合

2.4.9 DCOM

2.5本章小结

第三章OPC DA关键技术的研究

3.1 OPC DA体系结构

3.1.1 OPC客户和OPC服务器

3.1.2 OPC逻辑对象模型

3.1.3 OPC接口体系

3.2 OPC对象与接口

3.2.1 OPC服务器对象

3.2.2 OPC组对象

3.2.3 OPC客户方COM对象

3.3 OPC中的的数据通信方式

3.3.1同步通信方式

3.3.2异步通信方式

3.4 OPC模式的双向通信机制

3.4.1通报连接机制

3.4.2连接点机制

3.4.3两种机制的比较

3.5 COM进程通信与DCOM技术

3.5.1进程内组件和客户的通信

3.5.2进程外组件和客户的通信

3.5.3 DCOM的远程连接管理

3.6本章小结

第四章 基于ATL的OPC服务器实现以及与客户的交互通信

4.1设计基础

4.1.1 COM组件化编程思想

4.1.2 ATL技术简介

4.1.3 OPC的过程数据构造

4.1.4 Unicode字符

4.1.5 HRESULT数据类型

4.1.6内存管理

4.2 OPC服务器的实现

4.2.1功能设计

4.2.2模块设计

4.2.3 ATL开发步骤

4.2.4关键类的实现

4.2.5服务器的注册

4.3 OPC客户端

4.4 OPC客户与OPC服务器的交互协作

4.4.1 OPC通信的基本流程

4.4.2组和项的添加

4.4.3同步通信的实现

4.4.4异步通信的实现

4.5本章小结

第五章OPC模式在厂站监控系统中的应用研究

5.1需求分析

5.2系统设计

5.2.1通信控制器CCM简介

5.2.2集成方案设计

5.2.3集成方法选择

5.3 OPC模式的实现

5.3.1 OPC服务器模块的实现

5.3.2 OPC服务器与数据源的关联

5.4系统运行与测试

5.5本章小结

第六章结论

6.1本文总结

6.2今后展望

参考文献

致谢