摘要：介紹iFix監(jiān)控軟件在煙草行業(yè)中的應用，詳細介紹了系統(tǒng)的網絡組態(tài)、系統(tǒng)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(jiān)控軟件在自動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。
關鍵詞：iFix，opc，集中監(jiān)控

1 引言

青島卷煙廠易地技改項目制絲線自動化系統(tǒng)按照“集中管理，綜合監(jiān)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(tǒng)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(tài)檢測等諸多迅速發(fā)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(tǒng)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(tǒng)。一方面，底層設備控制系統(tǒng)可向上位管理調度系統(tǒng)發(fā)送現場生產、工藝、設備狀態(tài)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(tǒng)又可向下發(fā)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(yè)集團。昆船集團工業(yè)區(qū)位于昆明國家經濟技術開發(fā)區(qū)，占地70多公頃，建筑面積55萬平方米。各類專業(yè)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(yè)技術中心、自動化物流實驗室、博士后工作站、工程碩士培養(yǎng)基地。是云南省認定的高新技術企業(yè)，具有設計先進、工藝優(yōu)良、柔性化生產能力。是全國40家 企業(yè)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(yè)突出、核心競爭力強的十戶大型企業(yè)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(tǒng)按其功能分為設備控制層、集中監(jiān)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(jiān)控層）：提供明確直觀的人機交互接口和操作輔助系統(tǒng)，通過中央監(jiān)控計算機實現對生產線的組合操作、狀態(tài)監(jiān)控、工藝參數與控制參數顯示和設定、控制系統(tǒng)故障診斷定位、控制系統(tǒng)和設備故障報警顯示、記錄等。

? 最高層（生產管理層）：負責統(tǒng)一協(xié)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(tài)進行評價的接口和工具。其中包括生產任務執(zhí)行、批次控制、質量數據分析、設備狀態(tài)判別等，并提供完整的統(tǒng)計數據報表和各種分析圖表。

3 項目配置

該系統(tǒng)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(yè)以太網采用光纖環(huán)網的結構，構成上位通訊鏈路不但滿足集中監(jiān)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(yè)以太網采用光纖環(huán)網的結構體現了高速以太網的環(huán)形鏈路傳輸和冗余保護。當兩個環(huán)路都正常時，數據幀可以在環(huán)路上選擇任一方向傳輸。當環(huán)上的設備失效或光纜發(fā)生故障時, 失效方向的數據會被倒換到另一方向繼續(xù)傳輸。系統(tǒng)結構如下圖所示：

在集中監(jiān)控系統(tǒng)中采用GE FANUC的iFix3.5的監(jiān)控軟件并利用iWebServer通過Web服務器發(fā)布，客戶端可以使用標準Web瀏覽器看到SCADA Server上的實時動態(tài)數據。監(jiān)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(tǒng)提供實時數據，保證MES直接得到實施數據之外，對監(jiān)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(jiān)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(jiān)控層系統(tǒng)配置如下所示：

生產執(zhí)行系統(tǒng)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(yè)企業(yè)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(tǒng)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(zhí)行系統(tǒng)MES可以通過OPC的方式直接訪問集中監(jiān)控層中的I/O服務器的過程數據。系統(tǒng)結構如圖所示：

4 項目特色

集中監(jiān)控層采用了GE FANUC的iFix3.5的監(jiān)控軟件，使得該項目在實施過程中能夠精確監(jiān)視、控制生產過程，優(yōu)化生產設備和企業(yè)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(tǒng)采用GE FANUC的iFix3.5的監(jiān)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(chuàng)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(tǒng)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(tǒng)狀態(tài)、操作模式、各個主機設備和連接設備的運行狀態(tài)、各工藝段狀態(tài)、作業(yè)任務執(zhí)行狀態(tài)、儲柜狀態(tài)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(tài)、管路狀態(tài)、各檢測元件狀態(tài)、各執(zhí)行器件狀態(tài)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(tǒng)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(tǒng)未配置iHistorian，所以系統(tǒng)設置兩臺高性能的PC服務器實現冗余配置。一方面，集中監(jiān)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(tǒng)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(zhí)行系統(tǒng)（MES）的生產實時數據的來源。由于生產執(zhí)行系統(tǒng)需要下發(fā)生產計劃，和集中監(jiān)控層存在一定的數據信息交互。在系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的執(zhí)行效率。如下所示為一個流程的向導頁面：