摘 要：本文通過(guò)iFIX工控組態(tài)軟件在油田計(jì)量站自動(dòng)化系統(tǒng)中的成功應(yīng)用實(shí)例，闡述了iFIX的基本功能，以及應(yīng)用iFIX系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)的過(guò)程、經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。 關(guān)鍵詞：iFIX; 組態(tài)軟件; 控制系統(tǒng) 　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在我國(guó)各大油田的計(jì)量站中，生產(chǎn)自動(dòng)化的程度要求越來(lái)越高，控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。在這種形勢(shì)下，對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，不但要求其現(xiàn)場(chǎng)控制器具有高可靠、高精度和全分散的特點(diǎn)，而且也要求其上位機(jī)軟件具有強(qiáng)大的功能和友好的人機(jī)交互界面。而iFIX工業(yè)自動(dòng)化軟件，由于具有良好的開(kāi)放性、安全性以及擴(kuò)展性，能夠很出色地滿(mǎn)足分布式監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)的模塊化、分布式的技術(shù)要求，因而成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域最流行的工控組態(tài)軟件之一。 一、iFIX簡(jiǎn)介 　　美國(guó)Intellution公司于2000年推出了工業(yè)界第一套完全集成組件對(duì)象的自動(dòng)化軟件Intellution Dynamics TM,該軟件的推出使工業(yè)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化軟件水平進(jìn)入了嶄新的時(shí)代。Intellution Dynamics的核心技術(shù)被稱(chēng)為iCare,是基于開(kāi)放式、集成和組件化結(jié)構(gòu)的技術(shù)，提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)上的第三方應(yīng)用程序的無(wú)縫集成，可實(shí)現(xiàn)真正的分布式客戶(hù)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)體系。iFIX軟件是Intellution Dynamics軟件家族中的主要成員之一，可作為一個(gè)“進(jìn)入過(guò)程的窗口”，并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)給操作員及軟件應(yīng)用。為追求系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及易擴(kuò)展性，iFIX軟件只支持Windows NT/2000/XP操作系統(tǒng)。 二、iFIX的基本功能 　　iFIX軟件是以SCADA（supervisory control and data acquisition）組件為核心。SCADA的基本功能是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理，保證數(shù)據(jù)的完整性，并且提供完整的分布式網(wǎng)絡(luò)功能。 　　數(shù)據(jù)采集就是從現(xiàn)場(chǎng)下位機(jī)獲取數(shù)據(jù)并將它們加工可利用的形式。iFIX也可以向現(xiàn)場(chǎng)下位機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)，這樣就建立了控制軟件所需要的雙向連接。IFIX通過(guò)OPC（OLE for process control）方式來(lái)獲得和利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，OPC是一個(gè)具有公用接口的客戶(hù)/服務(wù)器模塊，它允許iFIX與標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象、方式和屬性通信。IFIX不需要用特別的硬件來(lái)獲得數(shù)據(jù)，而是通過(guò)一個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)器的軟件接口同已經(jīng)存在的I/O設(shè)備直接通訊。在大多數(shù)情況下，iFIX可以使用現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)裝配的I/O硬件來(lái)工作，即使在現(xiàn)場(chǎng)的同一網(wǎng)絡(luò)上使用不同廠家的I/O設(shè)備，I/O驅(qū)動(dòng)器都可以兼容它們，這在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中顯得尤為重要。 　　數(shù)據(jù)管理包括通過(guò)掃描、報(bào)警和控制程序（SAC, scan alarm control）從驅(qū)動(dòng)程序映像列表（DIT, diver image table）中讀取數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將數(shù)據(jù)傳送到過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)（PDB, process data base）以及通過(guò)建立SQD和SQT觸發(fā)器把采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)（如：ORACLE）相應(yīng)的表中，來(lái)進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析。 三、iFIX的人機(jī)接口 　　HMI（human/machine interface）是iFIX軟件的另一個(gè)重要組件，它具有強(qiáng)大的圖形編輯功能。iFIX采用Intellution Workspace作為HMI。Intellution Workspace是iCare的一個(gè)重要組件，它以直觀的界面把所有的系統(tǒng)組件都集成在一個(gè)單獨(dú)的開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）中，具有Microsoft Explorer界面風(fēng)格。無(wú)論是開(kāi)發(fā)程序、安全組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，都可以在Intellution Workspace中完成，甚至直接嵌入OLE應(yīng)用程序。 　　Intellution Workspace特有的動(dòng)畫(huà)向?qū)А⒅悄軋D符生成向?qū)У葟?qiáng)大的圖形工具方便了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，標(biāo)簽組編輯器大量節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間。Intellution Workspace內(nèi)置了易學(xué)易用的VBA（visual basic application）,使得無(wú)論是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員，還是應(yīng)用人員都能很快上手。同時(shí)，支持標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX技術(shù)，使得用戶(hù)可以輕松地為自己的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)多媒體功能。 　　利用SCADA和HMI組件，可方便實(shí)現(xiàn)過(guò)程監(jiān)控、報(bào)警、數(shù)據(jù)采集、報(bào)表等功能。 四、iFIX軟件在油田計(jì)量站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用 　　1、總體設(shè)計(jì) 　　在華北油田某采油廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，分為二級(jí)。一級(jí)為下位機(jī)系統(tǒng)，即計(jì)量站自動(dòng)計(jì)量控制器（RTU）和現(xiàn)場(chǎng)儀表，用來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、計(jì)量監(jiān)控、結(jié)果上傳等功能。 　　RTU通過(guò)2.4G擴(kuò)頻電臺(tái)與中控室SCADA上位機(jī)系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸。 　　其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖一： [align=center] 圖一[/align] 　　其中SCADA服務(wù)器和SCADA客戶(hù)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的監(jiān)控。安裝iFIX應(yīng)用組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。同時(shí)，安裝雙機(jī)熱備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。DMS服務(wù)器安裝數(shù)據(jù)庫(kù)和管理信息系統(tǒng)，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 　　2、組態(tài)過(guò)程 　　第1步：根據(jù)一級(jí)下位機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，配置所需要的I/O驅(qū)動(dòng)程序，由于RTU支持的協(xié)議是Modbus,所以選擇安裝MBE（Modbus Ethernet）驅(qū)動(dòng)程序。 　　第2步：系統(tǒng)配置。在Workspace環(huán)境中，啟動(dòng)系統(tǒng)配置模塊SCU，完成網(wǎng)絡(luò)配置、I/O驅(qū)動(dòng)程序配置、數(shù)據(jù)庫(kù)配置、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)參數(shù)及初始化任務(wù)配置、文件路徑配置、SCADA配置、報(bào)警配置等。 　　第3步：數(shù)據(jù)塊建立。根據(jù)Modbus協(xié)議和下位機(jī)RTU的特點(diǎn)，建立數(shù)據(jù)塊。用數(shù)據(jù)塊從RTU中的I/O地址中采集數(shù)據(jù)。 　　第4步：圖形組態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，生成監(jiān)控畫(huà)面。 　　第5步：動(dòng)畫(huà)對(duì)象。即建立設(shè)備圖形與過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)之間的動(dòng)態(tài)連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警功能。首先定義數(shù)據(jù)源變量，包括iFIX數(shù)據(jù)庫(kù)變量、從I/O地址采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、一個(gè)圖形或?qū)ο蟮膶傩灾怠⑷肿兞俊PC數(shù)據(jù)等。然后基于數(shù)據(jù)源的一個(gè)變量，動(dòng)態(tài)地改變對(duì)象的屬性。 　　第6步：系統(tǒng)調(diào)試。使用iFIX自帶的仿真庫(kù)SIM對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，如系統(tǒng)不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則重復(fù)第4步和第5步。 　　第7步：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。首先檢查系統(tǒng)所有設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序映像列表，確保系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸入、輸出的正確性;然后檢查系統(tǒng)所有設(shè)備圖形與過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)的正確連接，直到全部正確為止;最后，調(diào)試系統(tǒng)控制邏輯的正確性，直到滿(mǎn)足用戶(hù)要求為止。 　　3、經(jīng)驗(yàn)與體會(huì) 　?、侔踩O(shè)計(jì) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中，安全非常重要，因此，控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)非常重要。首先計(jì)算機(jī)中安裝WINDOWS NT/2000操作系統(tǒng)，并且對(duì)用戶(hù)實(shí)行身份認(rèn)證、權(quán)限控制和審計(jì)跟蹤。然后，SCADA系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備方式，SCADA服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)安裝雙熱備系統(tǒng)，保證至少有一臺(tái)計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行。其次，iFIX可以通過(guò)設(shè)置以安全級(jí)別為基礎(chǔ)的各種用戶(hù)，在應(yīng)用程序?qū)用鎸?duì)操作員的操作權(quán)限進(jìn)行控制，禁止越權(quán)操作。同時(shí)，也可以對(duì)運(yùn)行環(huán)境保護(hù)，對(duì)〈Ctrl〉〈Alt〉〈Del〉快捷鍵的使用，任務(wù)切換，標(biāo)題欄和菜單欄的使用，右鍵彈出菜單等全部予以禁止。 　?、趫?bào)警設(shè)計(jì) 在控制系統(tǒng)中，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)無(wú)人職守，所以報(bào)警信息尤其重要，操作員根據(jù)報(bào)警情況，來(lái)組織安排生產(chǎn)。iFIX提供了報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)可用于生成、顯示、存儲(chǔ)報(bào)警和信息，并將報(bào)警和信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點(diǎn)，與iFIX相連的打印機(jī)、磁盤(pán)文件、報(bào)警概要顯示、報(bào)警歷史窗口以及多媒體報(bào)警系統(tǒng)，把控制系統(tǒng)中目前存在的故障，按故障發(fā)生時(shí)間、級(jí)別排序、登記在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在計(jì)算機(jī)上顯示，對(duì)操作人員工作響應(yīng)的故障，可按鍵屏蔽報(bào)警聲音，未響應(yīng)的故障持續(xù)發(fā)出聲色報(bào)警，并用紅色進(jìn)行閃爍指示。 五、結(jié)束語(yǔ) 　　在華北油田，我公司應(yīng)用iFIX軟件開(kāi)發(fā)的SCADA系統(tǒng)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，其畫(huà)面生動(dòng)逼真并且貼近現(xiàn)場(chǎng)、操作簡(jiǎn)便安全、報(bào)表打印靈活方便、安全性可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了用戶(hù)的高度好評(píng)。 參考文獻(xiàn)： 　　1、 美國(guó)Intellution公司 iFIX 2.5 electric book. 　　2、 湯子瀛、哲鳳屏等 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用 成都 電子科技大學(xué)出版社