一种基于opc通讯技术的cems监控方法

专利名称：一种基于opc通讯技术的cems监控方法
技术领域：
本发明涉及工业自动化监控技术领域，具体地说是一种基于OPC(Object Linking and Embedding for Process Control)通讯技术的CEMS(Continuous Emission Monitoring System)监 控方法，通过对硬件生产商提供的OPC服务器的访问，实现对CEMS中监测信号的采 集处理以及向系统中各开关节点发送控制信号，从而为CEMS提供远程监测、监控，为 设备的预诊断和维护以及故障排除奠定基础。
背景技术：
CEMS(Continuous Emission Monitoring System),即固定连续排放污染源烟气监测系统， 由采样系统、测试系统、数据采集与处理系统组成，能完成采集并处理数据、生成报表、 控制自动操作。数据采集与处理系统主要由PLC、工控机及相应的数据处理模块组成， 能自动监测S02、 NO、 CO、 C02及其他的有关参数，如烟气温度、湿度、烟气流量、 压力、及含氧量。随着近年来国家对环保工作的重视，CEMS作为一种环境监测的重要 手段，在我国得到了迅速的普及和推广，在电厂等企业得以越来越多的应用。然而CEMS 通过分析仪器采集到的标准信号必须通过PLC控制程序传递给上位机进行转换处理， 直观、动态地显示整个测量过程和测量结果，从而更好的完成监测工作。虽然市面上有 许多现成的通用组态软件可用于CEMS的数据处理和控制，如组态王、WINCC、 MCGS 等等，但是都存在以下一些问题
(1 )通用组态软件价格一般都比较昂贵；
(2)CEMS不但作为固定污染源监测数据所用，同时还是环保部门监测的一种重要的 手段，所以CEMS的数据处理和控制要符合相关的一些环保标准，如国家环保总局发布 的中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T 76-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统 技术要求及检测方法》等。这些标准里所提出的规定和约束使得CEMS使用通用组态软 件进行数据的处理控制有很多不便之处。例如环境保护行业标准HJ/T 76-2007中对于 CEMS的数据存储中有规定"对固定污染源排放的污染物进行连续地、实时地跟踪测 定；每个固定污染源的总测定小时数不得小于锅炉、炉窑总运行小时数的75%;每小时 的测定时间不得低于45分钟"。有这样的约束，使得采用通用组态软件的话，需要使用 该组态软件自带的脚本语言来编辑相应的存储规则，但这些组态软件自带的脚本编辑器
往往有很多不自由的地方，比如针对上述问题的"运行小时数的75%"，这样的数据判 断在通用组态软件中往往要经过很多个步骤的开发才能实现；又比如，固定污染源烟气 CEMS数据审核和处理是指经"验收合格后的烟气CEMS数据传输到固定污染源监控 系统后，对数据的有效性进行判断并对缺失数据进行处理、对失控数据进行修约的规 定"，对这些有效性的判断，如果使用通用组态软件来完成同样是比较麻烦的。总的来 说，就是在具体使用过程中设置步骤复杂，而且与CEMS共同使用的贴合度不高；
(3)实际使用中常出现远程通讯问题。例如，某电厂CEMS使用某通用组态软件， 在软件使用了一段时间后，电厂被要求通过外接无线传输设备向当地环保局传输数据， 由于通用组态软件在串口通讯方面的设计不够精简，为了实现同该无线设备的通讯，采 用调用另写一个串口程序来发送的方法，这时候原始数据的读取就得经过读取变量的软 件的运行值才能实现，过程复杂；
由于通用组态软件要用户根据自身需求进行进一步编辑，用户在使用前和使用中还 要耗费大量精力对通用组态软件进行匹配和设置，耗时耗力，而且由于通用组态软件自 带脚本编辑器的一些限制，编辑后的通用组态软件也不一定能完全适应CEMS监控的使
用需求。
OPC(Object Linking and Embedding for Process Control)是一个开放的工业接口标准， 指用于过程控制的对象链接嵌入(OLE， Object Linking and Embedding)技术。OPC基于 微软的OLE (现在的Active X) 、 COM(组件对象模型)和DCOM (分布式组件对象模型) 技术,包括一整套接口、属性和方法的标准集,用于过程控制和制造业自动化系统。OPC 采用C/S模式,一些知名的DCS、 SCADA和硬件供应商都提供OPC服务器。

发明内容
本发明要解决的问题是现有的CEMS的数据监控釆用的通用组态软件方式不能方 便完满的适应CEMS使用要求，需要耗费CEMS用户大量精力进行管理维护，需要提 供一种专门适应CEMS使用要求的监控方法。
本发明的技术方案是 一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，设有OPC服 务器和OPC客户端，通过OPC通讯技术来实现硬件之间的通讯，OPC客户端设有数 据处理模块、数据库和显示界面，对接收的数据进行处理、存储和显示，数据处理模块 包含根据CEMS标准规定的数据处理办法设定的数据处理程序，判断采集的数据状态并 进行存储操作；数据库中预设有根据CEMS监控定义的模拟量和开关量的变量信息列
表，所述变量信息列表定义的内容包括CEMS监控变量、CEMS标准中烟气监测的相关 计算公式、CEMS监控状态、数据处理存储规则和显示界面显示文件，具体监控步骤为
(1) 提示用户登陆显示界面进行操作，然后根据访问用户的级别来配置显示界面的显 示内容；
(2) 查询数据库中存储的变量信息列表，根据变量信息列表来确定CEMS各个监测 点变量的基本属性和对该变量进行存储时的存储规则通过查询数据库中的变量信息列 表，获得该监测点在显示界面具体显示所需要加载的控件类型、坐标、监测点对应的监 测值进行换算的公式和监测状态，确定数据处理模块在进行存储操作时如何判断该监测 点的校对、故障状态；
(3) 初始化OPC接口， OPC服务器通过CEMS收集现场设备的监测数据信息，然后 通过OPC接口传送给OPC客户端；
(4) 数据处理模块从OPC接口接收各监测的模拟信号，其数据处理程序根据预设的 开关量返回值的组合判断来确定CEMS是否处于正常可信的数据采集工作状态，并将采 集的数据送入数据库归档存储；数据处理程序采用系统时间跳变触发的方法，即只在系 统分钟跳变，小时跳变等关键时间点上进行监测点的状态判断和数据存储操作，系统时 间跳变是以判断系统时间是否进入了下一个计时单位来驱动程序进行数据存储的操作；
(5) 将OPC服务器发来的数据载入到显示界面相应的控件中显示。 显示界面使用SHOCKETWAVE FLASH控件,以ADOBE FLASH PLAYER为编译器，
利用SHOCKWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性，将数据库的变量信息列表传递给 界面动画显示SWF文件，再使用DUPLICATEMOVIECLIP命令来生成相应的控件并设 置其坐标等其他属性，同时将OPC服务器发来的数据或数据库归档的数据通过 FLASHVARS属性传递到界面动画显示SWF文件中更新相应的控件显示，所述界面动 画显示SWF文件可为SHOCKETWAVE FLASH控件的内部组件或外部用户自定义显示 文件。
本发明对釆集和处理的数据还进行历史数据查询并在显示界面显示，包括报表显示 和曲线分析，报表显示使用MICROSOFT的EXCEL作为其基本文件，通过EXCEL中 的宏操作来进行对数据库的数据査询以及在显示界面的显示；曲线分析通过 SHOCKWAVE FLASH控件加载外部的曲线显示SWF文件来完成对数据历史曲线的显 示，所述曲线显示SWF文件自身无数据源，仅根据加载的数据做相应的曲线显示，采 集和处理的数据通过设置的SHOCKETWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性送至
WAVECHAT.SWF文件，并显示出相应曲线。
本发明报表显示符合国家标准的数据存储机制和报表要求。在通用组态软件中，自 定义报表往往有很多的约束，如西门子的WINCC软件，其自带的报表编辑器存在不能 自定义诸如表头格式等诸多不足。另外，用户往往希望生成的报表可以是EXCEL文件 形式的，这样可以方便查阅和传输，本发明通过在EXCEL文件中的宏操作读取数据库 数据来生成的，解决了上述问题。
本发明在显示界面设置自定义动作的按钮，这些动作可以通过SHOCKETWAVE FLASH控件的FSCOMMAND命令传递回数据库或OPC服务器对于历史数据査询的 操作，响应执行查询数据库的工作并将查询结果返回给相应的SWF文件；对于控制类 的操作，通过OPC服务器传输控制信号来实现对CEMS中硬件的控制。
根据国内CEMS实际应用中需要远程传输的情况，本发明中OPC接口针对远程通 讯预留有各种常用接口，包括一些可编辑串口通讯子程序以及一些常用的AT指令。国 内CEMS远程传输以PSTN，无线设备，配置拓展PCI卡为主要传输手段，各地环保局 规定的传输协议大同小异，软件同各种通讯硬件的连接也大多可以归为软件对串口通讯 的内容，本发明在OPC接口上提供一些常用的远程传输的接口，可以设定传递格式， 串口参数，传输频率等等。
本发明是针对CEMS现场数据采集、存储、控制、远程传输的一种监控方法，可应 用于不同领域的CEMS，如石化、冶金、矿业电力等，对用户需求的适应性强，稳定性 好
1) 本发明采用的OPC通讯技术符合工业国际标准，其标准的OPC接口可以适用于 任何符合OPC通讯规范的不同厂家生产的CEMS硬件设备；
2) 预先设置变量信息列表，简化了监控处理的步骤，用户使用十分方便；
3) 在显示界面的动画显示和历史数据查询的曲线分析上使用SHOCKETWAVE FLASH控件调用SWF文件来实现。由于该控件的FLASH PLAYER本身是一个完备的 编译器，自身就有一定的编译和纠错能力，可以减少对数据采集和存储的影响，符合工 业上的稳定性的要求；其次由于其显示画面的组成是矢量图形，可以实现理论上无限精 度的图像缩放控制，这一点在历史数据查询的曲线分析上尤其有利；再次FLASH本是 矢量动画的业界龙头，其动画效果和开发动画组件技术已经很成熟，使得显示界面的动 画显示和历史数据查询的曲线分析易于实现，不但生动直观而且容易拓展；
4) 历史数据查询在报表显示上使用EXCEL的宏操作来读取数据库，分担了数据处
理模块的工作和风险，即便报表查询出错，其错误也是在EXCEL文件中出现，曲线分 析也是通过SHOCKETWAVE FLASH控件进行，对数据处理模块的数据采集和存储不造 成影响，因此可以保证CEMS监控长期运行的稳定性；
5)可以在一个OPC服务器下同时连接多个OPC客户端。根据CEMS的特点，一 般都会有多个监测点需要同时运行，比如电厂脱硫CEMS， 一般要监测多个机组的脱硫 前脱硫后数据等。由于本发明采用OPC接口，其C/S结构可以使得OPC客户端可以运 行多个并且共同使用一个OPC服务器，符合CEMS应用的实际。


图1是本发明方法原理示意图。
图2是本发明方法监控部分流程图。
图3是本发明OPC接口工作流程图。
图4是本发明数据处理模块中数据处理程序的流程图。
图5是本发明显示界面工作流程图。
具体实施例方式
CEMS现场控制和数据采集部分的工作一般由PLC来实现， 一般的PLC的生产商 都会为PLC配置OPC服务器，本发明通过OPC通讯技术来实现硬件之间的通讯，包括 OPC服务器和OPC客户端，OPC服务器通过CEMS收集现场设备的监测数据信息，然 后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端；OPC客户端设有数据处理模块、数据库 和显示界面，对接收的数据进行处理、存储和显示，数据库存储变量信息列表和归档的 数据，根据CEMS监控定义的模拟量和开关量的变量信息列表定义的内容包括CEMS 监控变量、CEMS标准中烟气监测的相关计算公式、CEMS监控状态、数据处理存储规 则和显示界面显示文件，根据变量信息列表，在显示界面中为各个监测变量载入相应的 控件，将OPC服务器发来的数据载入到相应的控件中，目前CEMS在国内的应用主要 在电厂监测S02排放量的监测中，本发明数据库中设置的模拟量和开关量的变量信息列 表，设置定义了S02、 NO、 02等常用变量，定义了现行CEMS标准中常用的折算排放 量的计算公式等；数据处理模块包含根据CEMS标准规定的数据处理办法设定的数据处 理程序，数据处理模块从OPC接口接收各监测的模拟信号，其数据处理程序根据预设 的开关量返回值的组合判断来确定CEMS是否处于正常可信的数据采集工作状态，并将
采集的数据送入数据库归档存储，例如为红外气体分析仪的报警信号添加一个开关量 点，在数据处理的时候， 一旦该开关量值为1则对分析仪所送来的模拟量信号做异常处 理。
OPC技术的实现由两部分组成OPC服务器和OPC客户端，OPC服务器完成的 工作就是收集现场设备的数据信息，然后通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应 用。OPC规范定义了两套接口标准，包括自动化接口标准(Automation Interface Standard) 和自定义接口标准(Custom Interface Standard)。自动化接口是为了向VB之类的脚本语言 编写的客户程序提供服务，而自定义接口适用于C和0++应用程序，本发明使用的是自 动化接口。
本发明显示界面使用SHOCKETWAVE FLASH控件,以ADOBE FLASH PLAYER为 编译器,利用SHOCKWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性，将数据库的变量信息列 表传递给界面动画显示SWF文件，再使用DUPLICATEMOV正CLIP命令来生成相应的 控件并设置其坐标等其他属性，同时将OPC服务器发来的数据或数据库归档的数据通 过FLASHVARS属性传递到界面动画显示SWF文件中更新相应的控件显示，所述界面 动画显示SWF文件可为SHOCKETWAVE FLASH控件的内部组件或外部用户自定义显 示文件。
本发明对采集和处理的数据还进行历史数据查询并在显示界面显示，包括报表显示 和曲线分析，报表显示使用MICROSOFT的EXCEL作为其基本文件，通过EXCEL中 的宏操作来进行对数据库的数据査询以及在显示界面的显示；曲线分析通过 SHOCKWAVE FLASH控件加载外部的曲线显示SWF文件来完成对数据历史曲线的显 示，所述曲线显示SWF文件自身无数据源，仅根据加载的数据做相应的曲线显示，采 集和处理的数据通过设置的SHOCKETWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性送至 WAVECHAT.SWF文件，并显示出相应曲线。
本发明报表显示符合国家标准的数据存储机制和报表要求，报表格式严格按照《固 定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及监测方法》(HJ/T 76-2001)中的要求来规范。 在通用组态软件中，自定义报表往往有很多的约束，如西门子的WINCC软件，其自带 的报表编辑器存在不能自定义诸如表头格式等诸多不足。另外，用户往往希望生成的报 表可以是EXCEL文件形式的，这样可以方便査阅和传输，本发明通过在EXCEL文件 中的宏操作读取数据库数据来生成的，解决了上述问题。
本发明在显示界面设置自定义动作的按钮，这些动作可以通过SHOCKETWAVE
FLASH控件的FSCOMMAND命令传递回数据库或OPC服务器对于历史数据查询的 操作，响应执行查询数据库的工作并将查询结果返回给相应的SWF文件；对于控制类 的操作，通过OPC服务器传输控制信号来实现对CEMS中硬件的控制。
根据国内CEMS实际应用中需要远程传输的情况，本发明中OPC接口针对远程通 讯预留有各种常用接口，包括一些可编辑串口通讯子程序以及一些常用的AT指令。国 内CEMS远程传输以PSTN，无线设备，配置拓展PCI卡为主要传输手段，各地环保局 规定的传输协议大同小异，软件同各种通讯硬件的连接也大多可以归为软件对串口通讯 的内容，本发明在OPC接口上提供一些常用的远程传输的接口，可以设定传递格式， 串口参数，传输频率等等。
根据CEMS的特点， 一般都会有多个监测点需要同时运行，比如电厂脱硫CEMS， 一般要监测多个机组的脱硫前脱硫后数据等。由于本发明釆用OPC接口，其C/S结构 可以使得OPC客户端可以运行多个并且共同使用一个OPC服务器，符合CEMS应用的 实际。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1， CEMS现场控制和数据采集部分的工作一般由PLC来实现， 一般的PLC 的生产商都会为PLC配置OPC服务器，OPC动态连接库的协议包括 OPCCOMNJPS.DLL 、 OPCPROXY.DLL 、 OPCAE—PS.DLL 、 OPCHDA—PAS.DLL 、 ACTXYRXY.DLL等。PLC硬件提供商一般会提供其产品的OPC服务器安装包，安装 后即可在操作系统中安装上述协议。在初始化后，首先査询数据库存储的变量信息列表， 根据这些变量信息列表，将通过OPC接口来向OPC服务器绑定并接收返回的监测量的 值和质量等参数。这些值将传送给显示界面作刷新显示用；同时通过数据处理模块存储 入数据库的数据存储区进行归档。用户可通过显示界面，选择调用变量信息列表中定义 的监控状态，经OPC接口向OPC服务器发送控制的命令，从而控制CEMS的现场工作 流程；用户的历史数据査询操作则直接向数据库作査询操作。
如图2所示，运用本发明方法进行监控时，首先提示用户登陆显示界面进行操作， 然后根据访问用户的级别来配置显示界面的显示内容。如通过判断该权限的用户是否 被允许对CEMS监测变量的上下限值进行修改等细则，来设定显示界面中的相应动作按 扭是否对该用户可见。
在完成显示界面的配置后，查询数据库中存储的变量信息列表，根据变量信息列表 来确定CEMS各个监测点变量的基本属性和对该变量进行存储时的存储规则，通过查询
数据库中的变量信息列表，获得该监测点在显示界面具体显示所需要加载的控件类型、 坐标、监测点对应的监测值进行换算的公式和监测状态，确定数据处理模块在进行存储 操作时如何判断该监测点的校对、故障等状态。
在完成上述工作后初始化OPC接口 ，在连接OPC服务器成功后，将根据CEMS的 监测点情况连接、绑定到OPC服务器。接下来对访问OPC服务器所得回的返回值和显 示界面中传送来的控制命令对OPC服务器进行读写操作。
参考国家对CEMS监测量数据存储的规定，数据处理模块的处理程序在处理数据存 储的机制上采用了系统时间跳变触发的方法，意即只在系统分钟跳变，小时跳变等关键 时间点上进行监测点的状态判断和数据归档的操作，系统时间跳变是以判断系统时间是 否进入了下一个计时单位来驱动程序进行存储数据的操作。比如，以小于1S的时长为 间隔判断当前时间的分钟值是否等于上一次执行访问的分钟值，如果不过不同则执行分 钟数据存贮。数据状态的判断包括分别对CEMS监测点的校对、故障、通讯出错、维护、 系统反吹等各种状态作区别处理，采用相应的数据处理办法。如在系统维护或者反吹 状态时，对相应的几个监测点应采取维持上一时刻数据值。
最后将OPC服务器发来的数据载入到显示界面中进行实时显示。
OPC接口工作流程图如图3， 一般情况下，厂商在提供OPC Server支持的同时，也 提供了OPC Client的测试软件，安装客户端软件后，就会安装好OPC客户端运行所需 要的文件并注册OPC组件，如果没有客户端软件，可以按照OPC规范中方法自己手工 安装并注册OPC组件。访问OPC Server时常用的OPC对象是OPC Server、OPC Groups、 OPC Group、 OPC Item,利用对象的属性和方法就可以连接到OPC Server,添力B OPC Group,在OPC Group中添加OPC Item,通过OPC Group的Data Change事件来获取实 时数据，当OPC Item的数据值发生变化时，就会引发Data Change事件，返回变化后的 数据值(value)、和数据质量(quality)等等。OPC Client handle意即OPC客户端句柄， 是Data Change事件的必须参数，它们在绑定OPC Group的时候就已经被定义。Handle(句 柄)是指的是一个核心对象在某一个进程中的唯一索引，而不是指针。在这里可以认为 是为OPC Group的中item对象分配的一个唯一的ID,类似指针，可自行分配，可代表 这个对象在程序中使用。
首先在客户端注册OPC服务器，接着连接OPC服务器端。在连接服务器成功后， 创建一个OPC数据组。査询数据库的系统参数表，得到CEMS的具体监测点的信息， 根据这些信息在OPC数据组中创建相对应的OPC数据项。这时候将OPC Client handle句柄信息写入OPC服务器请求，设置OPC数据组的状态为ACTIVE (动作)，就可以 使用OPC数据组的Data Change事件来返回请求查询的值了 。
例如，S正MENS为其S7200系列PLC提供了 SIMATIC PC ACCESS OPC SERVER, 即对应PLC的OPC服务器，在PC ACCESS软件的安装包中附带。在安装注册好该服 务器后，OPC接口可以进行连接，在连接好之后依次创建OPC Group和OPC Items,通 过对OPC Items写OPC Client handle,即OPC客户端句柄，就可通过PPI电缆实现对 PLC中寄存器值的访问，随后可响应客户的操作断开同OPC服务器的连接并关闭连接 程序。
图4是本发明数据处理模块中数据处理程序的流程图，在得到OPC数据组DATA CHANGE事件的返回值后，将根据OPC Client handle和Quality两个数组元素相对应的 数组来判断数据的传输质量。如，传输质量为好(GOOD)或者坏(BAD)或者未知 (UNKOWN)等。接下来根据OPC Client handle和Value两个数组对CEMS的监测点 分配返回的测得值。同时，査询数据库中的变量参数列表，得到各监测点的存储工作同 哪些开关量有关联。综合上述的几项工作，可以具体对CEMS中各个监测点的测得数据 根据不同的状态，按照CEMS标准的规定进行有效的存储。
本发明界面显示的工作流程图如图5，根据显示界面上的用户操作，对应访问用户 的级别来配置显示界面的显示内容，通过调用外部SWF文件的方法来显示各种静态和 动态的画面元素，这些界面元素的信息是在查询数据库变量信息列表之后用 SHOCKWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性来传递给SWF文件的，FLASHVARS 属性是指将载入SHOCKWAVE FLASH控件的载体中的变量传递入flash中的属性，传 递到FLASH中的变量处于—root —级。在SWF文件中，根据FLASHVARS属性传递过 来的载入界面的信息和命令，使用DUPLICATE MOV正CLIP来生成相应的控件并设置 其坐标等其他属性，DUPLICATE MOV正CLIP是SHOCKWAVE FLASH控件中对 MOVIECLIP类进行复制和粘贴的动作语句。各监测点读取的OPC服务器的返回值不断 的通过FLASHVARS属性传递到SWF文件中，更新相应的控件显示。SWF文件中可以 设置自定义的按钮，这些按钮按下的动作会通过FLASH中的执行主机端指令 FSCOMMAND命令传递给相应的接收方，对于历史数据查询类的用户操作，响应执行 查询数据库的工作并将査询结果返回给SWF文件；对于控制类的操作，通过执行OPC 服务器的写操作来实现对CEMS中硬件的控制，比如阀门或者电机的开关等。 现有一般使用通用工业组态软件进行CEMS监控的操作步骤为
(1) 将开发的工业控制项目中所有I/O点的参数收集齐全并列出I/O点参数表格；
(2) 搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通信接口类型、采用的 通信协议，以便在定义I/0设备的时候准备选择设备，包括PLC、板卡、模块、智能仪 表等；
(3) 将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并列出I/O标识表格，I/O标识是唯一地确定 一个I/0点的关键字，组态软件通过向1/0设备发出1/0标识来请求其对应的数据，在 大多数情况下，I/O标识是I/O点的地址或者位号名称；
(4) 根据工艺过程绘制、设计监控显示用的画面结构和画图草(5) 根据步骤(1)统计出来的I/0点参数表格，建立实时数据库，正确组态各种变量 参数；
(6) 根据步骤(1)和(3)统计的I/0点参数表格和I/0标识表格，在实时数据库中建 立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接；
(7) 根据歩骤(4)的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面，即绘制监控 模式(8) 将歩骤(7)的操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定 动画属性和幅度；
(9) 将组态内容进行分段和总体调试；
(10) 系统投入运行。
本发明进行CEMS监控的操作步骤为
(1) 引用厂商提供的OPC服务器接口，并设置所需要的OPC变量；
(2) 根据变量信息列表在图形化的显示界面中引用这些OPC，选择状态变量等来实现 存储和控制策略；
(3) 根据变量信息列表的定义在显示界面自动生成静态和动态的组件，调整其外观， 设计所需的监控模式；
(4) 设置报表查询规则、历史曲线查询规则等；
(5) 系统投入正式运行。 可以看到本发明方法相对现有的使用通用组态软件方法简单许多。这是因为比较而
言，本发明将一般通用组态软件的(1)到(3)操作步骤步整合为对OPC服务器的操 作；实时数据库在项目一经生成就已经建立，并根据OPC服务器和所监控的变量分配 存储空间；变量信息列表内己经根据CEMS监控流程定义好了许多现成的组件，可以直
接生成动画元件在显示界面显示，这些动画元件同变量的关联也被简化； 一般组态软件 中的报表和曲线虽然设置比较灵活，但是开发这些交互界面的过程都比较烦琐，本发明 中的报表和曲线界面都是设置好的，用户只需填上相应的变量信息就可使用。
权利要求
1、一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是设有OPC服务器和OPC客户端，通过OPC通讯技术来实现硬件之间的通讯，OPC客户端设有数据处理模块、数据库和显示界面，对接收的数据进行处理、存储和显示，数据处理模块包含根据CEMS标准规定的数据处理办法设定的数据处理程序，判断采集的数据状态并进行存储操作；数据库中预设有根据CEMS监控定义的模拟量和开关量的变量信息列表，所述变量信息列表定义的内容包括CEMS监控变量、CEMS标准中烟气监测的相关计算公式、CEMS监控状态、数据处理存储规则和显示界面显示文件，具体监控步骤为(1)提示用户登陆显示界面进行操作，然后根据访问用户的级别来配置显示界面的显示内容；(2)查询数据库中存储的变量信息列表，根据变量信息列表来确定CEMS各个监测点变量的基本属性和对该变量进行存储时的存储规则通过查询数据库中的变量信息列表，获得该监测点在显示界面具体显示所需要加载的控件类型、坐标、监测点对应的监测值进行换算的公式和监测状态，确定数据处理模块在进行存储操作时如何判断该监测点的校对、故障状态；(3)初始化OPC接口，OPC服务器通过CEMS收集现场设备的监测数据信息，然后通过OPC接口传送给OPC客户端；(4)数据处理模块从OPC接口接收各监测的模拟信号，其数据处理程序根据预设的开关量返回值的组合判断来确定CEMS是否处于正常可信的数据采集工作状态，并将采集的数据送入数据库归档存储；数据处理程序采用系统时间跳变触发的方法，即只在系统分钟跳变，小时跳变等关键时间点上进行监测点的状态判断和数据存储操作，系统时间跳变是以判断系统时间是否进入了下一个计时单位来驱动程序进行数据存储的操作；(5)将OPC服务器发来的数据载入到显示界面相应的控件中显示。
2、 根据权利要求1所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是显 示界面使用SHOCKETWAVE FLASH控件,以ADOBE FLASH PLAYER为编译器,利用 SHOCKWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性，将数据库的变量信息列表传递给界面 动画显示SWF文件，再使用DUPLICATEMOVIECLIP命令来生成相应的控件并设置其 坐标等其他属性，同时将OPC服务器发来的数据或数据库归档的数据通过FLASHVARS 属性传递到界面动画显示SWF文件中更新相应的控件显示，所述界面动画显示SWF文 件可为SHOCKETWAVE FLASH控件的内部组件或外部用户自定义显示文件。
3、 根据权利要求1或2所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是对采集和处理的数据进行历史数据查询并在显示界面显示，包括报表显示和曲线分 析，报表显示使用MICROSOFT的EXCEL作为其基本文件，通过EXCEL中的宏操作 来进行对数据库的数据查询以及在显示界面的显示；曲线分析通过SHOCKWAVE FLASH控件加载外部的曲线显示SWF文件来完成对数据历史曲线的显示，所述曲线显 示SWF文件自身无数据源，仅根据加载的数据做相应的曲线显示，采集和处理的数据 通过设置的SHOCKETWAVE FLASH控件的FLASHVARS属性送至WAVECHAT.SWF 文件，并显示出相应曲线。
4、 根据权利要求3所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是 在显示界面设置自定义动作的按钮，这些动作可以通过SHOCKETWAVE FLASH控件的 FSCOMMAND命令传递回数据库或OPC服务器对于历史数据查询的操作，响应执行 查询数据库的工作并将查询结果返回给相应的SWF文件；对于控制类的操作，通过OPC 服务器传输控制信号来实现对CEMS中硬件的控制。
5、 根据权利要求1或2所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征 是所述OPC接口针对远程通讯预留有各种常用接口，包括可编辑串口通讯子程序以及 常用的AT指令。
6、 根据权利要求3所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是所 述OPC接口针对远程通讯预留有各种常用接口，包括可编辑串口通讯子程序以及常用 的AT指令。
7、 根据权利要求4所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是所 述OPC接口针对远程通讯预留有各种常用接口，包括可编辑串口通讯子程序以及常用 的AT指令。
8、 根据权利要求1或2所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征 是在一个OPC服务器下同时连接多个OPC客户端。
9、 根据权利要求3所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是在 一个OPC服务器下同时连接多个OPC客户端。
10、 根据权利要求5所述的一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，其特征是 在一个OPC服务器下同时连接多个OPC客户端。
全文摘要
一种基于OPC通讯技术的CEMS监控方法，设有OPC服务器和OPC客户端，OPC客户端设有数据处理模块、数据库和显示界面，数据处理模块包含根据CEMS标准规定的数据处理办法设定的数据处理程序，数据库中预设有根据CEMS监控定义的模拟量和开关量的变量信息列表。本发明是针对CEMS现场数据采集、存储、控制、远程传输的一种监控方法，可应用于不同领域的CEMS，如石化、冶金、矿业电力等，对用户需求的适应性强，稳定性好，使用十分方便。
文档编号G05B19/418GK101393442SQ20081015498
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者程明霄, 郭昭烽, 高喜奎 申请人:南京分析仪器厂有限公司;南京工业大学