摘 要：本文通過iFIX工控組態(tài)軟件在油田計量站自動化系統(tǒng)中的成功應(yīng)用實例，闡述了iFIX的基本功能，以及應(yīng)用iFIX系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)的過程、經(jīng)驗和體會。 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，在我國各大油田的計量站中，生產(chǎn)自動化的程度要求越來越高，控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。在這種形勢下，對于一個自動控制系統(tǒng)而言，不但要求其現(xiàn)場控制器具有高可靠、高精度和全分散的特點，而且也要求其上位機軟件具有強大的功能和友好的人機交互界面。而iFIX工業(yè)自動化軟件，由于具有良好的開放性、安全性以及擴展性，能夠很出色地滿足分布式監(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)自動化領(lǐng)域最流行的工控組態(tài)軟件之一。 一、iFIX簡介 　　美國Intellution公司于2000年推出了工業(yè)界第一套完全集成組件對象的自動化軟件Intellution Dynamics TM,該軟件的推出使工業(yè)控制領(lǐng)域的自動化軟件水平進(jìn)入了嶄新的時代。Intellution Dynamics的核心技術(shù)被稱為iCare,是基于開放式、集成和組件化結(jié)構(gòu)的技術(shù)，提供對網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)上的第三方應(yīng)用程序的無縫集成，可實現(xiàn)真正的分布式客戶/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“進(jìn)入過程的窗口”，并提供實時數(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)場下位機獲取數(shù)據(jù)并將它們加工可利用的形式。iFIX也可以向現(xiàn)場下位機寫數(shù)據(jù)，這樣就建立了控制軟件所需要的雙向連接。IFIX通過OPC（OLE for process control）方式來獲得和利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)，OPC是一個具有公用接口的客戶/服務(wù)器模塊，它允許iFIX與標(biāo)準(zhǔn)的對象、方式和屬性通信。IFIX不需要用特別的硬件來獲得數(shù)據(jù)，而是通過一個I/O驅(qū)動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)場已經(jīng)裝配的I/O硬件來工作，即使在現(xiàn)場的同一網(wǎng)絡(luò)上使用不同廠家的I/O設(shè)備，I/O驅(qū)動器都可以兼容它們，這在現(xiàn)場應(yīng)用中顯得尤為重要。 　　數(shù)據(jù)管理包括通過掃描、報警和控制程序（SAC, scan alarm control）從驅(qū)動程序映像列表（DIT, diver image table）中讀取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將數(shù)據(jù)傳送到過程數(shù)據(jù)庫（PDB, process data base）以及通過建立SQD和SQT觸發(fā)器把采集的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫（如：ORACLE）相應(yīng)的表中，來進(jìn)行對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析。 三、iFIX的人機接口 　　HMI（human/machine interface）是iFIX軟件的另一個重要組件，它具有強大的圖形編輯功能。iFIX采用Intellution Workspace作為HMI。Intellution Workspace是iCare的一個重要組件，它以直觀的界面把所有的系統(tǒng)組件都集成在一個單獨的開發(fā)環(huán)境（IDE）中，具有Microsoft Explorer界面風(fēng)格。無論是開發(fā)程序、安全組態(tài)、數(shù)據(jù)庫訪問，都可以在Intellution Workspace中完成，甚至直接嵌入OLE應(yīng)用程序。 　　Intellution Workspace特有的動畫向?qū)?、智能圖符生成向?qū)У葟姶蟮膱D形工具方便了系統(tǒng)開發(fā)，標(biāo)簽組編輯器大量節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)時間。Intellution Workspace內(nèi)置了易學(xué)易用的VBA（visual basic application）,使得無論是控制系統(tǒng)的設(shè)計人員，還是應(yīng)用人員都能很快上手。同時，支持標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX技術(shù)，使得用戶可以輕松地為自己的應(yīng)用程序開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)多媒體功能。 　　利用SCADA和HMI組件，可方便實現(xiàn)過程監(jiān)控、報警、數(shù)據(jù)采集、報表等功能。 四、iFIX軟件在油田計量站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用 　　1、總體設(shè)計 　　在華北油田某采油廠自動化系統(tǒng)中，分為二級。一級為下位機系統(tǒng)，即計量站自動計量控制器（RTU）和現(xiàn)場儀表，用來完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、計量監(jiān)控、結(jié)果上傳等功能。 　　RTU通過2.4G擴頻電臺與中控室SCADA上位機系統(tǒng)通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)程傳輸。 　　其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖一： [align=center] 圖一[/align] 　　其中SCADA服務(wù)器和SCADA客戶機實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)的監(jiān)控。安裝iFIX應(yīng)用組態(tài)軟件，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。同時，安裝雙機熱備系統(tǒng)，實現(xiàn)雙機熱備。DMS服務(wù)器安裝數(shù)據(jù)庫和管理信息系統(tǒng)，用來存儲數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 　　2、組態(tài)過程 　　第1步：根據(jù)一級下位機系統(tǒng)的特點，配置所需要的I/O驅(qū)動程序，由于RTU支持的協(xié)議是Modbus,所以選擇安裝MBE（Modbus Ethernet）驅(qū)動程序。 　　第2步：系統(tǒng)配置。在Workspace環(huán)境中，啟動系統(tǒng)配置模塊SCU，完成網(wǎng)絡(luò)配置、I/O驅(qū)動程序配置、數(shù)據(jù)庫配置、系統(tǒng)驅(qū)動參數(shù)及初始化任務(wù)配置、文件路徑配置、SCADA配置、報警配置等。 　　第3步：數(shù)據(jù)塊建立。根據(jù)Modbus協(xié)議和下位機RTU的特點，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)場工藝流程，生成監(jiān)控畫面。 　　第5步：動畫對象。即建立設(shè)備圖形與過程數(shù)據(jù)庫之間的動態(tài)連接，實現(xiàn)實時監(jiān)控和報警功能。首先定義數(shù)據(jù)源變量，包括iFIX數(shù)據(jù)庫變量、從I/O地址采集的實時數(shù)據(jù)、一個圖形或?qū)ο蟮膶傩灾?、全局變量、OPC數(shù)據(jù)等。然后基于數(shù)據(jù)源的一個變量，動態(tài)地改變對象的屬性。 　　第6步：系統(tǒng)調(diào)試。使用iFIX自帶的仿真庫SIM對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，如系統(tǒng)不滿足設(shè)計要求，則重復(fù)第4步和第5步。 　　第7步：現(xiàn)場調(diào)試。首先檢查系統(tǒng)所有設(shè)備的驅(qū)動程序映像列表，確保系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備輸入、輸出的正確性;然后檢查系統(tǒng)所有設(shè)備圖形與過程數(shù)據(jù)庫的正確連接，直到全部正確為止;最后，調(diào)試系統(tǒng)控制邏輯的正確性，直到滿足用戶要求為止。 　　3、經(jīng)驗與體會 　?、侔踩O(shè)計 自動化控制系統(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)計非常重要。首先計算機中安裝WINDOWS NT/2000操作系統(tǒng)，并且對用戶實行身份認(rèn)證、權(quán)限控制和審計跟蹤。然后，SCADA系統(tǒng)采用雙機熱備方式，SCADA服務(wù)器和客戶機安裝雙熱備系統(tǒng)，保證至少有一臺計算機正常運行。其次，iFIX可以通過設(shè)置以安全級別為基礎(chǔ)的各種用戶，在應(yīng)用程序?qū)用鎸Σ僮鲉T的操作權(quán)限進(jìn)行控制，禁止越權(quán)操作。同時，也可以對運行環(huán)境保護(hù)，對〈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。 　?、趫缶O(shè)計 在控制系統(tǒng)中，因為現(xiàn)場無人職守，所以報警信息尤其重要，操作員根據(jù)報警情況，來組織安排生產(chǎn)。iFIX提供了報警系統(tǒng)，報警系統(tǒng)可用于生成、顯示、存儲報警和信息，并將報警和信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點，與iFIX相連的打印機、磁盤文件、報警概要顯示、報警歷史窗口以及多媒體報警系統(tǒng)，把控制系統(tǒng)中目前存在的故障，按故障發(fā)生時間、級別排序、登記在數(shù)據(jù)庫中，并在計算機上顯示，對操作人員工作響應(yīng)的故障，可按鍵屏蔽報警聲音，未響應(yīng)的故障持續(xù)發(fā)出聲色報警，并用紅色進(jìn)行閃爍指示。 五、結(jié)束語 　　在華北油田，我公司應(yīng)用iFIX軟件開發(fā)的SCADA系統(tǒng)，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，其畫面生動逼真并且貼近現(xiàn)場、操作簡便安全、報表打印靈活方便、安全性可靠等諸多優(yōu)點得到了用戶的高度好評。 參考文獻(xiàn)： 　　1、 美國Intellution公司 iFIX 2.5 electric book. 　　2、 湯子瀛、哲鳳屏等 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用 成都 電子科技大學(xué)出版社