OPC 通讯在泄漏检测与SCADA 系统之间的实现

王强 WANG Qiang

（中国石油管道呼和浩特输油气分公司，呼和浩特 010040）

（China Petroleum Pipeline Hohhot Oil and Gas Branch，Hohhot 010040，China）

摘要： 本文介绍了英国阿特莫斯国际有限公司Atmos-Wave泄漏检测系统与长呼原油管道SCADA系统之间通讯的实现。通过对Atmos-Wave软件的介绍，以及对OPC通讯和DCOM设置的介绍，对Atmos-Wave与SCADA系统之间实现OPC通讯的方法进行了研究。

Abstract： This paper introduces the realization of communication between the Atmos-Wave leak detection system of British Atmos International Co.， Ltd. and the SCADA system of Changqing-Hohhot crude oil pipeline. The Atmos-Wave software， OPC communications and DCOM Settings are introduced， and the method of OPC communication between the Atmos-Wave and SCADA system is studied.

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关键词 ： 泄漏检测；OPC通讯；DCOM设置

Key words： leak detection；OPC communication；DCOM Settings

中图分类号：TM571.6文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）25-0064-04

作者简介：王强（1979-），男，湖北荆门人，工程师，研究方向为仪表自动化。

0 引言

Atmos-Wave泄漏检测系统是一套集成了声波法，负压波发和3D图形成像法的软件，可以通过收集到的压力信号判断管道是否存在泄漏，渗漏或偷盗油。与此同时，Atmos-Wave泄漏检测软件会将所收集的信息整合、处理并通过OPC通讯传输至用户的客户端，使用户可以在第一时间对管道状况进行监控和做出判断。

1 Atmos-Wave泄漏检测软件介绍

Atmos-Wave泄漏检测软件（以下简称Atmos-Wave）是由英国阿特莫斯国际有限公司独立开发，基于稀疏波、声波和3D图形成像法与一体的泄漏检测软件。Atmos-Wave可以通过对管道中压力变化的监控与收集，通过软件后台运算，甄别出其压力变化是由管道正常操作造成或是否有真实泄漏发生。在得出判断之后，Atmos-Wave泄漏检测软件可将所有运算信息通过OPC Server传输给长呼线原油管道已有的SCADA系统。

Atmos-Wave泄漏检测软件中包括了多种软件，它们是：Detector， Logger， Mesh， OPC Server和Wave Manager。其中logger是用来收集以及传输数据的第一步骤软件，数据经过logger会传输至DETECTOR以用来处理并得出结论，之后得出的结论会传输至MESH显示出所得到的结论，并通过OPC Server传至SCADA系统。

在长呼线原油管道上，安装有10段Atmos-Wave泄漏检测单元，并可以将此10段检测单元所得到的结论通过OPC协议传输至位于油坊庄首站的SCADA系统中，让值班员能迅速发现泄漏报警。

2 Atmos-Wave与SCADA系统通讯的实现

为实现Atmos-Wave与SCADA系统之间的OPC通讯，需对Atmos-Wave泄漏检测计算机进行DCOM设置，以达到两台计算机之间可以进行数据交换。

OPC 全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性，可靠性，开放性，可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE标准为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档，图形等对象。[1]

COM是Component Object Model的缩写，是所有OLE机制的基础。COM是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的。例如，用户可以使用C++语言创建一个Windows对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可以访问该对象提供的各种功能，用户可以使用Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk或其它语言编写对象访问程序。在Windows NT4.0操作系统下，COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上，COM的这个扩展被称为DCOM（Distributed COM）。

通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提高了系统的开放性和可互操作性。[2]

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语言环境提供访问机制。这两种接口是：自动化接口（Automation interface）；自定义接口（Custom interface）。自动化接口通常是为基于脚本编程语言而定义的标准接口，可以使用VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等编程语言开发OPC服务器的客户应用。而自定义接口是专门为C++等高级编程语言而制定的标准接口。OPC现已成为工业界系统互联的缺省方案，为工业监控编程带来了便利，用户不用为通讯协议的难题而苦恼。任何一家自动化软件解决方案的提供者，如果它不能全方位地支持OPC，则必将被历史所淘汰。[3]

3 在Atmos-Wave泄漏检测软件配置DCOM

①开始设置DCOM，选择“开始→运行”，在运行窗口中输入“dcomcnfg”然后点击OK，这样就可以打开组件服务。

②右键点击“我的电脑”，选择属性，随后属性窗口将会打开，点击“默认属性”标签，确定“开启本机分布式COM”和“开启本机Internet服务”都已经被选，默认身份验证等级应设置为连接，默认模拟级别等级应设置为识别。（图2）

③当默认属性配置完成后，点击“COM 安全协议”， “编辑限制”和“编辑默认值”可以按照相同的权限设置。在访问权限组中点击“编辑默认值”，将“EVERYONE， INTERACTIVE， SYSTEM和NETWORK”添加至编辑默认值中。如果，用户对访问机器有严格的规则规定下，EVERYONE选项可以被用户指定的用户名代替。确认所有在下方窗口下的选项都被选择上。并对所有提到的COM安全设置重复以上设置。（图3）

④右键点击本地OPCENUM服务，选择属性。选择安全标签，其中的启动和激活权限和访问权限可以设置为使用默认值，配置权限设置为用户自定义，点击编辑按钮，将EVERYONE，INTERACTIVE，SYSTEM和NETWORK添加至用户或用户组中，启用每一个添加用户的本地启动，远程启动，本地激活和远程激活。（图4）

⑤在安全标签下，激活和启动权限和访问权限设置为使用默认值。

将配置权限设置为自定义，点击编辑，在权限窗口添加EVERYONE，INTERACTIVE，SYSTEM和NETWORK，并在每一个选项上勾选上全控制。（图5）

⑥OPCENUM多为OPC服务器的一部分已经自动安装。OPCENUM同时也已作为一个服务进行过注册，因此在识别标签中需要选中系统账户（服务）。

⑦关闭计算机防火墙。

⑧以下列出的设置需要在OPC Server和OPC Client电脑上检查。

本地安全设置在：

开始>控制面板>管理工具>本地安全设置。（图6）

“DCOM：安全描述符定义语言（SDDL）为机器访问限制定义的语法”

“DCOM：安全描述符定义语言（SDDL）为机器启动限制定义的语法”

以上这两个选项需要被配置为未定义。

与此同时：

将“网络权限：使所有人权限适用于匿名权限。”设置为可使用。

将“网络权限——本地账户共享和安全模式”设置为“经典”。

4 应用实例和效果

长庆-呼和浩特原油管道（下称长呼线）总长度为578公里，管径为457mm。全线共有18座阀室，其中RTU阀室5座，普通阀室13座。采用英国ATMOS公司开发的ATMOS WAVE泄露检测系统软件。ATMOS为长呼线安装实施的产品为基于3D压力波法的ATMOS WAVE泄漏检测系统。长呼线原油管道拓扑图如图7所示。

Atmos Wave泄漏检测系统将音波、压力波和3D方法结合应用至泄漏检测当中，通过管线上的高性能压力传感器来感知由于泄漏而引起的压力波和音波的传导的方向，可以在各种各样复杂的工况（连续开关阀门、管线充装、管线泄压）等瞬态的情况下区分泄漏及偷盗油行为所产生的信号。当泄漏产生时，系统可以在5分钟内检测到泄漏并提供泄漏定位，泄漏报警、泄漏位置及泄漏量的等相关信息。

由于软件全是英文界面，不方便操作人员观察，最后通过OPC通信把泄漏报警、泄漏位置及泄漏量传至SCADA系统画面，极大地方便了操作人员。

Atmos Wave泄漏检测系统在2014年9月间监测到管线压力异常变化，并将其判断为偷盗油行为，定位于89.7公里处。在偷盗油行为发生期间，压力在129秒中下降0.024MPa，压力变化率为0.000186MPa/秒，压力变化极为缓慢。经过巡线人员排查，在管线约89公里处发现盗油点。

在泄漏检测系统运行的过程中，全年共出现报警次数约为30次，其中除去gps运行故障造成的报警次数7次外，其他均由于工况操作、泵和阀门状态变化以及工艺流程造成的报警。该类报警均可通过操作人员的人工排查排除，此类报警不计入误报警。同时现场的工程师已经将该类报警的数据交予Atmos公司，在经过Atmos公司的工程人员调试后，可以永久的将该类报警消除。2013年-2015年，由于非设备故障造成的报警共有2次，成功定位2次，无误报警。

5 结论

通过对Atmos-Wave泄漏检测软件，硬件的介绍，以及对OPC通讯相关知识的研究学习对Atmos Wave泄漏检测软件与SCADA之间的OPC通讯有了初步的认识和了解，在文档中同时介绍了如何实现OPC通讯，位于长呼线原油管道上的Atmos-Wave泄漏检测系统中的OPC已与现有SCADA系统实现联通，从而对管道安全生产和系统稳定起到了积极的作用。

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参考文献：

[1]Using OPC via DCOM with XP SP2 v1.10.pdf.http：//www.opcfoundation.org/.

[2]OPC and DCOM Security.http：//www.opcconnect.com/dcomcnfg.php.

[3]Using KEPServerEx via DCOM with Microsoft XP Service Pack 2. KEPware， Inc.

[4]MSDN. Microsoft.

[5]潘爱民著.COM原理与应用[M].清华大学出版社，1999，1.

[6]兰景英，刘月著.COM/DCOM 技术与应用[J].玉溪师范学院学报，2004，08.

[7]郑莉，童渊著.C++语言程序设置[M].二版.清华大学出版社，2001，07.