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工控组态软件FIX32在水厂的应用
惠州江北自来水总公司 文瑾瑜
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摘要:本文概括性论述了FIX32的基本体系构架,阐述了FIX32组态软件在水厂中的开发、应用及编制思路。
关键词:FIX32; PLC; 过程数据库
1 概述
水厂自动化是近十年来伴随着高科技的发展应运而生的,伴随自动控制技术,系统控制设备,机电仪表设备的发展及电脑的日益普及,水厂自动化也有了高速的发展。目前我厂自动化比较集中体现是在净水工艺。其中涉及到现场设备(如加氯机、投矾泵、阀门、水泵等),过程仪表(流量计、SCD仪、浊度仪、PH仪等)、PLC、工控组态软件。我厂使用的PLC模块为日本三菱公司A1S系列,工控软件使用Intellution公司的FIX32 V6.15版本。
2 FIX32使用情况
在水厂中心控制室的我们放置了两台电脑,操作系统为WINDOWS NT,各装有一套工控组态软件FIX32 V6.15版本,两台电脑的目的是一用一备。它们都与下位机PLC相连。其中一台电脑还担负着向总公司调度室传输生产数据的作用。如图1所示:

(图片)

图1 FIX32使用状况

工控组态软件FIX32基本功能:数据采集、数据取数据;数据管理是指对所取得的数据具有控制和处理的能力,其中包括图形显示、数据监控、报警功能、报表功能等。
3 FIX32基本构架
1、数据处理:FIX与硬件设备(以PLC为典型)相连,通过流程处理从PLC中取得数据。
2、I/O驱动程式(I/O Driver),驱动程式映象表(DIT),扫描、报警和控制(SAC)。
FIX与PLC之间的联系称为I/O驱动程式,不同的I/O驱动程式支持特定PLC。其功能为从I/O装置中读写数据并与DIT进行数据交换。驱动程式读取的速率,称为询答时间。
驱动程式映象表(DIT)是节点的内存区,也就是I/O驱动程式存放数据的地方。I/O驱动程式将定期更新DIT内的数据。
SAC主要作用是从DIT中取出数据;传送数据到流程数据库。SAC读取的速率称为扫描速率。
3、过程数据库(PDB)
过程数据库是FIX32的核心,由流程控制逻辑回路组成。描述形式是块(Block)和链(Chain),块是流程中的一个指令单元,可指定完成一个过程功能。相互连接的块称为链,链可以执行监视或过程控制功能。在FIX32中创建块可通过FIX32提供的数据库建立程序功能模块(Database Builder)来实现。
4、操作显示:
当数值进入PDB中时,可用图形化方式来显示,图片显示器(VIEW)是一个应用程式,它提供人机接口,是用来将数据通过图形显示出来。其可显示报警信息、数据库信息及点名称有关的信息细节。
总之,数据是通过I/O驱动程式从PLC中取得并传送到DIT表,然后SAC从DIT表中读取数据传送到PDB中,再键结从PDB中取得数值,并以图形化显示出来。这就是数据流程。同时,数据流程也可反向运行,即数据由图片显示器,经过PDB再到DIT中,I/O驱动程式从DIT取得值后,再写入PLC中,完成对设备的控制。如图2所示:

(图片)

图2 FIX32数据流程示意图

4 开发FIX32过程
1、与PLC相关的工作:
1)、在安装FIX32开发系统时,首先要确定好硬件设备(PLC)的设备驱动程式(I/O driver),每一个I/O driver只支持专门的硬件。我厂选用的是日本三菱A1S系列PLC,故配置MIT驱动程式。
2)、在SCU(System Configuration)中的SCADA(Supervisory Control And Data AcQuisition)组态中进行通道定义,即组态软件与PLC的通讯路径。设备定义,即组态软件与PLC通讯设备。询答记录定义?熏 即填写MIT中的轮询记录来创建DIT(Drive Image Table)。
3)在SCU中进行报警设定、任务组态、SQL定义、安全系统设定。
2、 过程数据库定义:
根据我厂的实际情况,共定义了620个点,包括显示阀门开、关等的开关量输入块(DI),流量、温度、浊度等的模拟量输入块(AI),控制输出量的开关量寄存器块(DR),模拟量寄存器块(AR),计算块(CA),趋势块(TR)等。我们用开关量寄存器块(DR),模拟量寄存器块(AR)代替了开关量输出块(DO),模拟量输出块(AO)。其优点是更快速的对PLC读取或写入,可跳过SAC,在图片显示器与DIT之间直接对传。减少SAC的工作量,使询答最优化。缺点不能以数值作报警,不能进行历史资料收集,也不可作链结的一部分。
3、图片的制作:
利用FIX32提供的工具箱和颜色箱,在Draw程序下,可作出逼真的画面。我们共作出15个不同的画面,包括投矾控制、投氯控制、反应沉淀、滤池监控、生产数据、生产曲线等。
4、显示:
利用FIX32的VIEW程序,可显示含有实时数据的图片,它提供了命令与图建立的联系,将数据库的块和链通过图片动态的反映出来。让操作员座在电脑旁就了解生产工序发生了什么变化,从过程仪表中传送的数据就清楚知道水质的情况。
5、报表的制作:
首先要启动DDE SERVER程序,因为FIX32是以DDE方式下,将FIX数据库的资料输出到Excel中作成报表。而后在Excel应用程序的属性中找到快捷方式在其中加入Startup.xla。接下来在Excel的Report的菜单下进行报表的编制,可进行文本、实时数据、历史数据、时间、日期的链接,并可设定定时自动打印。
我厂根据生产情况将部分生产数据作成报表,每六分钟记录一次。
6、历史曲线:
在用多笔曲线制作好所需的历史曲线后,先要定义历史数据采集(Historical assign)将所要制作曲线的数据块都增加到历史数据采集组中,而后启动任务控制(Mission Control)下的历史数据采集进程(HTC),才能进行历史曲线的显示。我厂将流量、压力、PH值、浊度、余氯等数值都通过制作历史曲线来寻找生产规律,从中获得了很多有价值的方案。
7、报警功能:
按实际生产要求定义报警组态,并将需要报警的数据块与动画特性相连,并通过PLC启动警铃,达到报警提示的最佳效果。
8、远程数据传输:
是在组态软件FIX32中启动SQL支持,并建立对应关系数据库,并对所要传输的数据项目进行命令编制。在中控监控程序中,使用程序获取数据,并做一些格式化,通过相应数据接口存放到本机的SQL服务器中,等候进一步的处理。本地网远端编制的监视程序就是从这里取数据的。调度室的软件定时拨入本机,登录到SQLSEVER,把未传送的数据取走,并存放到调度室电脑里的SQLSEVER中,方便以后数据历史查询统计等。
9、现场调试:
在实际应用之前要进行现场调试,遵循从外到内的原则,即先检查现场设备与PLC的输入、输出连线并保证机械触点接触良好,检查DIT驱动程序映象表直至全部正确为止,最后调试系统控制逻辑的正确性直至满足生产要求。
5 应用体会
通过对FIX32开发应用,及在生产过程中的改进。我们感到FIX32是针对生产流程而设的组态软件,它有很好的开发工具,所有的工程组态工作,包括画面的构造,数据库的定制,历史数据的存取和关键通讯程序的控制均在中央控制室完成,这样大大减少了整个工程的组态时间并提高了系统的维护性。同时通过对FIX32的研制开发,我们对FIX32的结构组成有了更深入的认识,掌握了很多编程技巧,为将来的工作打下了更加将实的基础。
以上是本人在学习、应用组态软件时的一些体会及心得,有不足之处还望同行指出。
参考文献
[1]FIX基础课程104 版本:6. 12—7. 96 Intellution公司
作者简介:文瑾瑜:女,1970年生,汉族、广东惠州市自来水总公司自动化工程师
0752-2814478,0130075270263 5/17/2005


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