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    0 引言

    我公司是一家2000t/d的回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)企業(yè)。DCS系統(tǒng)采用美國Bailey公司的INFI-90系統(tǒng)，它采用環(huán)形通訊網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)簡稱廠環(huán)。INFI－90系統(tǒng)配置了兩臺(tái)操作員工作站（OIS），也稱為上位機(jī),型號(hào)是OIS20。自1994年投產(chǎn)以來,已使用近10年。從發(fā)展的角度考慮,我認(rèn)為存在以下幾點(diǎn)不足:

    1) 硬件已進(jìn)入老化周期,處于多故障階段,隨時(shí)可能影響生產(chǎn)。

    2) 硬件發(fā)展快，更新快，目前我公司在用的某些型號(hào)的設(shè)備,在Bailey公司已幾乎不生產(chǎn),即便能買到,也是價(jià)格昂貴。

    3) 我公司要進(jìn)行信息化管理，公司領(lǐng)導(dǎo)要在辦公大樓里（距中控室300m左右）實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)線運(yùn)行情況。而INFI-90廠環(huán)是一個(gè)閉環(huán)，很難實(shí)現(xiàn)此功能。

    此外，每個(gè)OIS帶一個(gè)操作員控制站（OIC，它只有鍵盤及顯示器，主機(jī)是OIS），算起來中控室共有四個(gè)操作臺(tái),對(duì)于我公司從原料調(diào)配到水泥入庫的工藝生產(chǎn)線來說，操作臺(tái)略顯緊張。

    綜合以上幾點(diǎn)因素，我公司于2002年初在中控室增加了兩臺(tái)運(yùn)行iFIX監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，我們稱之為iFIX上位機(jī)。

    1  iFIX系統(tǒng)簡介：

    iFIX是由美國Intellution公司開發(fā)研制的工業(yè)自動(dòng)化軟件，操作平臺(tái)是Windows 2000 或Windows NT 4.0。其優(yōu)點(diǎn)很多：

    1) 軟件功能強(qiáng)大，對(duì)控制系統(tǒng)中所要求的控制功能都能實(shí)現(xiàn)。

    2) 嵌入式VBA(Visual Basic for Application)，功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)腳本語言，簡便易學(xué)。

    3) 畫圖功能非常強(qiáng)大。iFIX軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發(fā)系統(tǒng)。

    4) 結(jié)構(gòu)簡單，組態(tài)靈活方便，使組態(tài)工程師從繁重編程工作中解放出來，提高了編程效率。

    5) 采用許多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，保證其開放性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)的開發(fā)和集成變得十分簡便

    2 iFIX主要功能

    2．1 數(shù)據(jù)采集功能

    iFIX為操作人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的過程如下：

    1） /O驅(qū)動(dòng)程序軟件從I/O設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳入驅(qū)動(dòng)程序映射表(DIT)的地址中。

    2） 掃描、報(bào)警、控制程序（SAC）從DIT中讀數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭^程數(shù)據(jù)庫（PDB）中。

    3） PDB訪問功能從本地或遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸至請(qǐng)求數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序中去。

    數(shù)據(jù)也可以按相反的順序?qū)懟噩F(xiàn)場過程硬件，執(zhí)行控制操作。如圖1所示

圖1 數(shù)據(jù)采集過程

    2．2數(shù)據(jù)管理功能：

    1）過程數(shù)據(jù)庫（PDB）：PDB是iFIX的核心，由標(biāo)簽組成。它從硬件中獲取或給硬件發(fā)送過程數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)隨時(shí)被刷新，只保留最后一個(gè)。畫面編輯、報(bào)警、曲線顯示等等功能都要依靠數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的好壞也直接關(guān)系到各個(gè)部分功能的實(shí)現(xiàn)。

    2)圖形界面應(yīng)用程序：iFIX最重要的功能是為用戶提供一個(gè)可視化的窗口進(jìn)行過程信息處理。iFIX在用戶屏幕上提供的圖形化過程信息包括：原始數(shù)據(jù)、報(bào)警、計(jì)算數(shù)據(jù)、變量字符串、點(diǎn)信息、趨勢報(bào)警或變量狀態(tài)。圖形應(yīng)用程序的核心是從數(shù)據(jù)庫訪問信息。

    3)報(bào)警系統(tǒng)：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)，及與IFIX相連的打印機(jī)、磁盤文件、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)。報(bào)警狀態(tài)欄根據(jù)報(bào)警設(shè)備的優(yōu)先級(jí)顯示不同的報(bào)警顏色，提示操作員及時(shí)處理。

    4）安全系統(tǒng)：安全系統(tǒng)包括基于用戶的安全系統(tǒng)和系統(tǒng)安全性應(yīng)用程序?；谟脩舻陌踩到y(tǒng)可保護(hù)iFIX文件、重要的程序、操作顯示畫面和配方、數(shù)據(jù)庫模塊。系統(tǒng)安全性應(yīng)用程序包括安全配置和登陸限制。須輸入密碼后才能進(jìn)入各畫面進(jìn)行操作。

    5）通過企業(yè)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)：iFIX監(jiān)控軟件具有網(wǎng)絡(luò)功能，IFIX是基于結(jié)點(diǎn)管理，只要物理上保持聯(lián)接就可以自動(dòng)尋找網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)。
此外iFIX還有先進(jìn)的報(bào)表功能，實(shí)時(shí)及歷史趨勢功能，調(diào)度等功能。這里就不再細(xì)說。

    3 我公司的改造方案：

    本次改造的宗旨：盡量與原來系統(tǒng)的監(jiān)控畫面、人機(jī)對(duì)話窗口等保持一致，使操作員能夠沿用原來的操作方式及操作習(xí)慣，減少誤操作。經(jīng)過調(diào)研，決定由北京晶優(yōu)宸旭公司進(jìn)行開發(fā)。

    3．1 必要條件

    進(jìn)行以下改造有兩個(gè)必要條件：首先在廠環(huán)中要有可用的計(jì)算機(jī)接口，其次要有能與該接口進(jìn)行通信的驅(qū)動(dòng)。

    3．2 硬件系統(tǒng)

    1）新增加的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要配置相同:CPU P4 1.6GHZ,內(nèi)存 256M,硬盤 20GB。將它們組成C/S結(jié)構(gòu)。用廠環(huán)中一個(gè)一直末用的計(jì)算機(jī)接口與iFIX進(jìn)行通訊。具體方法是：將該接口通過光纜連接到服務(wù)器的COM1口，因?yàn)榻?jīng)過實(shí)驗(yàn)只有光纜連接最穩(wěn)定。此服務(wù)器直接從過程硬件獲取數(shù)據(jù)，稱為SCADA（監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集）服務(wù)器。

    2）按照Bailey公司操作員專用鍵盤的外形，加工了兩個(gè)薄膜鍵盤。經(jīng)過硬件翻譯電路，最后接入到計(jì)算機(jī)的COM2口。并重新對(duì)鍵值進(jìn)行了定義，供編程使用。

     3．3 軟件系統(tǒng)

    1） 操作系統(tǒng)采用中文版Windows NT 4.0, iFIX的版本為2.6。本次改造用的I/O驅(qū)動(dòng)程序?yàn)镺PsCon，由加拿大Previse公司開發(fā)。它是能與Bailey系列產(chǎn)品進(jìn)行通訊的軟件。它有許多高級(jí)功能：自動(dòng)通信錯(cuò)誤檢測、信號(hào)調(diào)節(jié)、報(bào)告、恢復(fù)等功能。這些功能保證了采集數(shù)據(jù)的完整性，使系統(tǒng)處于安全、穩(wěn)定的環(huán)境下。

    2） 按照INFI-90系統(tǒng)的標(biāo)簽庫、趨勢庫創(chuàng)建iFIX的過程數(shù)據(jù)庫。

    3） 將INFI-90系統(tǒng)中的監(jiān)控畫面通過iFIX中的工具轉(zhuǎn)換成GRF文件，并按照需要設(shè)置動(dòng)態(tài)點(diǎn)。

    4） INFI－90 系統(tǒng)中用以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的彈出式窗口，通過使用圖形工具及VBA全部得以實(shí)現(xiàn)

    5） 取消了ADP鍵盤（用于報(bào)警提示及畫面切換），通過程序?qū)崿F(xiàn)。即在屏幕下方增加了兩排按鈕，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊就可以對(duì)監(jiān)控畫面、報(bào)警畫面、歷史趨勢等畫面進(jìn)行切換，報(bào)警時(shí)有紅色方塊提示。

    3．4 改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

    如圖2所示：其中PCU為過程控制站，INICI01為計(jì)算機(jī)接口，EWS為工程師工作站。

圖2  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

    4 使用效果:

    目前,我公司中控室iFIX上位機(jī)與OIS共同使用，解決了原來操作員用機(jī)較為緊張的狀況。如果OIS出現(xiàn)不可恢復(fù)的故障，我們只需增加一臺(tái)iFIX上位機(jī)，即增加一臺(tái)運(yùn)行iFIX的客戶機(jī)（這樣的客戶機(jī)最多可以有255個(gè)）。解決了OIS老化、無備件的后顧之憂。同時(shí)，也為公司即將展開的信息化管理解決了一個(gè)技術(shù)難題。將來通過iFIX軟件本身提供的網(wǎng)絡(luò)功能，就可以把過程硬件的運(yùn)行情況傳到遠(yuǎn)程的客戶機(jī)上，使公司領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解遠(yuǎn)程工業(yè)現(xiàn)場的運(yùn)行情況。
本次改造的投資只有OIS的30％，卻收到了很好的效果。iFIX系統(tǒng)自2002年初投入使用至今，一直運(yùn)轉(zhuǎn)良好。