基于PCC的水电站计算机监控系统设计

　　LCU与外部设备如电量仪等的通信基于帧驱动器。帧驱动器是一种介于应用程序和硬件接口之间的软件工具箱，它使帧以字节流的形式进行发送与接收，无需驱动器对这些帧进行操作。

　　a.初始化。通信开始时，通过帧命令FRM_xopen(enbale，device，mode)初始化端口，其参数定义了接口设备、接口参数以及数据传输状态等。

　　b.数据发送与接收。函数FRM_xopen( )初始化完成后返回缓冲区的地址及其长度，然后调用memcpy( )将数据写入缓冲区，并将数据发送出去。

　　数据接收的过程与发送基本相反，帧驱动器首先调用FRM_read( )读取1帧数据并把它放在缓冲区中，然后由memcpy( )读出该缓冲区的内容。

　　通信模块部分程序如下：

　　3 上位机监控实现

　　3.1 OPC服务器

　　上位机监控功能是借助OPC(OLE for ProcessControl)服务器为桥梁实现上位机组态软件对机组数据信息的共享的。OPC是一个工业标准，它为不同厂商的硬件设备、软件和系统定义了公共的接口，使过程控制和工厂自动化中的不同系统、设备和软件之间能够互相连接、通信、操作。监控系统采用OPC协议与其他现场设备通信的优点在于：不管硬件设备是否使用标准的通信协议，制造商只需要提供1套OPC服务器，就可以支持大部分的监控等软件，也不需要将自己的通信协议细节提供给软件商。

　　OPC服务器软件主要分为OPC服务器对象模块、服务器界面模块和OPC驱动程序模块，3个模块通过同一块主内存数据区共享数据，通过线程的同步和互斥等技术的使用，可解决共享数据的保护问题。

　　在该系统中，上位监控计算机启动后，系统自动加载一个被B&R称之为“PVI”的系统模块，同时PVI启动同封装在PCC操作系统中的OPC服务器的通信(在本系统中基于TCP/IP协议)。PVI的核心部分为“PVI manager”，在“PVI manager”中用户可根据需要选择性定义从OPC服务器传输的数据。B&RPVI的基本构成(见B&R2005 User’s Manual，2004)如图3所示。

　　图3 PVI 基本构成

　　3.2 组态程序设计

　　该系统的组态程序采用北京亚控“组态王6.03”设计。“组态王6.03”有比较完善的报警和事件系统、报表系统及支持Windows标准的Active X控件，同时全面支持OPC标准，可以通过PVI很方便地实现同PCC OPC Server的数据共享，完成诸如开关量监视记录和事件顺序记录、事故追忆和故障录波、自动发电控制(AGC) 、自动电压控制(AVC)等监控功能。

　　4 结语

　　本文结合发展迅速的PCC技术，介绍了一种新型高效的水电站计算机监控系统。该系统基于B&R2005系列PCC，在以最小二乘法对机组模拟量进行滤波的基础上，实现了机组的各种控制与保护功能，并基于帧驱动器以及OPC Server实现了PCC控制系统同外部智能设备及上位机的通信，组成了一个较先进的适用于中小型水电站的开放式监控系统。