摘要：介紹iFix監控軟件在煙草行業中的應用，詳細介紹了系統的網絡組態、系統配置、利用OPC實現交互式的信息訪問等，并以項目實例證明了iFix監控軟件在自動控制系統的優勢。
關鍵詞：iFix，opc，集中監控
1 引言
青島卷煙廠易地技改項目制絲線自動化系統按照“集中管理，綜合監控，分段控制”的原則采用代表自動化領域方向的控制-維護-管理(Control-Maintenance-technical Management,CMM)系統集成的思想方法，將傳感器、PLC、計算機圖形處理、視頻、網絡、通訊、狀態檢測等諸多迅速發展的技術結合在一起，用方便靈活的硬件和軟件模塊進行組合設計，在完善底層設備控制系統的準確性、可靠性、易用性的同時，以車間主要生產信息的管理為核心，建立起比較完善的車間級生產管理系統。一方面，底層設備控制系統可向上位管理調度系統發送現場生產、工藝、設備狀態數據和視頻信息，接受計劃調度信息、配方數據，另一方面，上位管理調度系統又可向下發布生產計劃，采集生產現場的各種數據進行多種綜合處理。
昆明船舶設備集團有限公司是中國船舶重工集團公司控股的，集光、機、電和信息技術相結合，科、工、貿于一體的大型企業集團。昆船集團工業區位于昆明國家經濟技術開發區，占地70多公頃，建筑面積55萬平方米。各類專業人員2400人，其中工程技術人員1200人。各類設備三千余臺，其中國際先進設備30余臺。昆船公司擁有國家級企業技術中心、自動化物流實驗室、博士后工作站、工程碩士培養基地。是云南省認定的高新技術企業，具有設計先進、工藝優良、柔性化生產能力。是全國40家 企業專利工作試點單位之一；是云南省政府集中力量支持的主業突出、核心競爭力強的十戶大型企業之一。
2 項目構成
青島卷煙廠易地技改項目制絲線自動化系統按其功能分為設備控制層、集中監控層、生產管理層。
其中：
最底層（設備控制層）：設備控制層完成設備的生產運行控制和基礎信息采集。其中，采用現場總線連接各動力控制站、I/O站、智能儀表、操作員面板等，通過具備現場總線接口的主控制器實現對各工藝段設備的組合和單機控制；采用高性能、高可靠性的傳感器和視像采集設備完善設備現場信息的收集。
中間層（集中監控層）：提供明確直觀的人機交互接口和操作輔助系統，通過中央監控計算機實現對生產線的組合操作、狀態監控、工藝參數與控制參數顯示和設定、控制系統故障診斷定位、控制系統和設備故障報警顯示、記錄等。
最高層（生產管理層）：負責統一協調全線的生產，處理全線運行過程中的綜合信息，并提供對關鍵設備完好狀態進行評價的接口和工具。其中包括生產任務執行、批次控制、質量數據分析、設備狀態判別等，并提供完整的統計數據報表和各種分析圖表。
3 項目配置該系統中設備控制層以A-B公司ControlLogix5550處理器為主控制器，并根據具體設備情況分別配置DEVICENET、FF-H1、CONTROLNET和EtherNet通訊模塊。整個車間級的工業以太網采用光纖環網的結構，構成上位通訊鏈路不但滿足集中監控層數據通訊要求而且也滿足PLC間通訊要求。整個車間級的工業以太網采用光纖環網的結構體現了高速以太網的環形鏈路傳輸和冗余保護。當兩個環路都正常時，數據幀可以在環路上選擇任一方向傳輸。當環上的設備失效或光纜發生故障時, 失效方向的數據會被倒換到另一方向繼續傳輸。系統結構如下圖所示：
在集中監控系統中采用GE FANUC的iFix3.5的監控軟件并利用iWebServer通過Web服務器發布，客戶端可以使用標準Web瀏覽器看到SCADA Server上的實時動態數據。監控計算機直接連接PLC以及I/O數據服務器兩種方式，除了可以獨立的數據通道為MES系統提供實時數據，保證MES直接得到實施數據之外，對監控計算機和現場操作終端的數據來源的可靠性也提供了雙重保證；同時監控計算機和現場操作站通過和數據庫服務器的連接，具備了全線信息查詢的功能。集中監控層系統配置如下所示：
生產執行系統MES，由西門子中國有限公司自動化與驅動集團下屬的西門子工廠自動化工程有限公司主要負責實施，實施范圍涵蓋了卷煙工業企業生產過程的方方面面，它提供了靈活的建模工具，將各生產線及設備建立模型放在系統中，并通過模型驅動的辦法來管理整個生產過程，設備或工藝的變化都可以通過調整模型來實現。生產執行系統MES可以通過OPC的方式直接訪問集中監控層中的I/O服務器的過程數據。系統結構如圖所示：
4 項目特色集中監控層采用了GE FANUC的iFix3.5的監控軟件，使得該項目在實施過程中能夠精確監視、控制生產過程，優化生產設備和企業管理資源。并能對事件快速反映，減少原料消耗，提高生產率。由于該系統采用GE FANUC的iFix3.5的監控軟件，具有以下特色功能：
3D化的圖形界面
iFix提供了強大的繪圖功能，繪圖工具可以快速地創建所需的圖形動畫，根據需要可以調用豐富的位圖，基于iFix強大的繪圖功能，該系統采用了大量3D的圖形界面。
根據生產線的工藝平面布局和物料流向，通過形象的設備外形圖符方式模擬顯示系統狀態、操作模式、各個主機設備和連接設備的運行狀態、各工藝段狀態、作業任務執行狀態、儲柜狀態和主要工藝參數(溫度、水分、流量)的當前值。
通過簡潔、直觀的設備外形模擬3D外形圖反映主要主機設備電機狀態、管路狀態、各檢測元件狀態、各執行器件狀態和主要設備參數、工藝參數等。
使用VBA編輯具有向導功能頁面
該系統具有的向導功能頁面指的是利用VBA代碼編寫的具有向導功能的頁面。由于該系統未配置iHistorian，所以系統設置兩臺高性能的PC服務器實現冗余配置。一方面，集中監控計算機將現場采集的主要數據定時匯總存入數據庫服務器，提供制絲線控制系統對關鍵生產、設備、工藝數據的緩存能力，另一方面，I/O服務器提供的OPC 2.0服務又作為制造執行系統（MES）的生產實時數據的來源。由于生產執行系統需要下發生產計劃，和集中監控層存在一定的數據信息交互。在系統中利用iFix提供的強大的VBA代碼編寫了具有向導功能的頁面。通過該向導，系統可以引導用戶完成一系列復雜的信息交互。前臺的表現形式都是簡單清晰的圖形界面，后臺由VBA編寫代碼完成大量的數據交互，有效提高了系統的執行效率。如下所示為一個流程的向導頁面：
如圖所示，顯示了該系統申請工單的一個流程，由于采用向導頁面的形式，用戶可以直觀、方便、快捷的完成生產執行系統和集中監控系統的信息交互，避免了大量復雜數據的重復輸入和校驗。
標簽組編輯器的大量運用
由于在該系統中具有大量重復調用的頁面，所以我們根據iFix提供的標簽組編輯器和VBA代碼開發了具有組態功能的圖符，當我們打開或切換畫面時，系統可以讀取標簽組文件，并使用其中所定義的過程值替代圖中的標記。下圖為在該工程中大量調用的電機頁面，采用了iFix中VBA代碼、圖符、標簽組的功能。
監控系統系統WEB發布功能
由于系統采用了iWebServer，通過監控網絡和Web服務器提供的Web發布服務，集中監控系統可以將制絲線生產過程監控畫面發布到相關的生產部門。用戶只需通過Web瀏覽器即可查看生產線總體狀態、主機設備監控畫面、工藝參數的實時趨勢等生產過程信息，發布的信息可以和監控系統的運行畫面保持一致。
5 結論2007年5月，青島卷煙廠易地技改項目制絲線自動化系統調試完成并且順利投入運行。iFix標簽總量超過2萬，畫面200余幅，經過一年多的實際運行，用戶反映良好，沒有因為iFix軟件故障而造成長時間生產線停車。系統安全、穩定、可靠、高效，標準的VBA語言，更體現了本系統的可擴展性與可維護性，對于當前越來越龐大和復雜的自動化控制系統是一種非常好的解決方案。
參考文獻
1． OPC Task Force.OPC OverView 1.0 October 27.1998
2． MSDN Library Visual Studio 6.0 (CHS) 1998
3． 賈宏宇等 工控軟件設計中的復用技術研究 信息控制 1999.4
4． 浙江大學羅克韋爾自動化技術中心 可編程控制器 浙江大學出版社 2000.3
第一作者簡介：沈超，男，27歲，工程師，現就職于云南昆船技術中心中控系統所。2003年畢業于哈爾濱工程大學自動化專業，獲工學學士學位，研究方向集中監控系統。
