基于IFIX之OPC的数据远传系统

1、基于IFIX之OPC的数据远传系统基于IFIX之OPC的数据远传系统DataTransmissionSystemBasedonIFIXl引言当代生产过程需要实时监控现场设备运转情况,了解现场生产状况.但是,中央控制室与现场操作车间往往距有一定的距离,每每去现场查看生产,十分不方便且具有滞后性.为了使工程师足不出户便能知晓现场工作情况,需要将现场生产数据实时传送至中控室;为减少硬件线路铺设的成本,可以采用无线网络,将现场数据动态传输至中控室,使得中控室的监控机与现地工控机组成一个小型局域网,实现现场数据的共享.了解实时生产数据对于一条生产线来说是不足够的,有对比才能有进步,了解历史数据,及时调整

2、生产配方,才能使山东大学控制科学与工程学院乔旭兴田月星QiaoXuxingTianYuexing摘要:本文以某工业生产线改造为背景,介绍如何利用无线路由器,基于OPC通信,在组态软件iFIX中实现数据的无线远传.在iFJX中,编写VBA脚本直接对Excel表格进行操作,完成历史数据报表的创建.关键词:无线路由器OPCiFIX历史数据报表Abstract:Inthispaper,transformationofanindustrialproductionlineasthebackgrounddescribesonhowtorealizethedatawirelesstransmissionint

3、heconfigurationsoftwareiFIX.usingthewirelessrouter,basedonOPCcommunication.IniFIX,wewriteVBAscriptstooperatedirectlyontheExcelfOrmtocompletethecreationofhistoricaldatareports.Keywords:WirelessrouterOPCiFIXHistoricaldatareports中图分类号TP393文献标识码B文章编号1606-5123(2010)04-006204一个企业更有效的发展.于是需要将实时数据定期总结制作成历史报

4、表,以便查询历史数据,做出更为灵活的商业决策.2系统整体组成GEFanuc的iFIX是世界一流的工业自动化软件解决方案,提供了生产操作的过程可视化,数据采集和数据监控,是全球领先的HMI,SCADA自动化监控组态软件,内置VBA脚本功能,通过编辑脚本,用户可以完成许多特定的功能.GEFanuc作为制定OPC标准的公司成员之一,全面支持OPC标准.通过OPC驱动,现场iFIXT控机作为客户机完成现场数据采集.同时现场iFIX又可作为OPCB务器,向作为OPC客户机的中控室iFIX中传输动态数据.由于硬件铺设线路的不便性,使用华硕无线路由器桥接现场与中控室iFIX,构建现地操作站与中控室之间的小型

5、局域网,完成数据的共享访问.为方便访问网络中的丰富资源,需要将中控室监控机通过路由器接人了外部Internet网.为减少外网对本局域网的冲击,提高生产操作安全性,在内网与外网之间设置Cisco硬件防火墙,滤取外网数据,将内网与外网隔离.硬件防火墙是指把防火墙程序做到芯片里面,由硬件执行这些功能,路由器广一一一一一一一一r一一一一一一I火墙一一一一一一一一一一一攀寓囊囊现地工控机图1系统硬件结构图_碧.一.一.一.谢喜隧i醣慧麓誊刘墙嗣嘲瞳9冁0,?糊0#"'.'.'''"lll图2组件服务窗口能减少CPU的负担,使路由更稳定,从而保证

6、现场生产线的稳定.iFIX中的调度,以前台或后台任务方式运行,允许用户基于特定的时间或时间间隔,或者是当某一事件发生时,触发执行某些任务.在本系统的调度中,通过iFIX内嵌的VBA脚本,每隔固定时间将实时数据写入Excel表格中,制作每日报表,以备将来查询.系统的整体硬件结构图如图1所示.3系统实现OPC全称是0LEforProcessControl(用于过程控制的链接与嵌入),包括一整套接口,属性和方法的标准集.用于过程控制和制造业自动化系统,通过DCOM技术和OPC标准,可以创建一个开放的,可互操作的控制系统软件.系统的DCOM设置影响着Windows的DCOM的应用,包括OPC的应用,在

7、基于WindowsNT技术构建进行网络通信,首先就要在操作系统中配置DCOM,重建OPC通信,给予OPCSe的2000,XP系统中,经由DCOM进行的OPC通信默认是关闭的.所以,如果要利用OPCrver和OPCClient的远程激活和访问权限.通过控制面板一>管理工具->组件服务打开组件服务窗口,也可以通过直接在运行中输入dcomcnfg命令来打开组件窗口.组件服务窗口打开后,选择目录树中的控制台根目录,然后选中组件服务下的计算机,打开我的电脑的属性(见图2).在我的电脑属性中,选中COM安全选项卡,在访问权限和启动和激活权限中分别点击进行配置(见图3).图3在C

8、OM安全中编辑权限对于每个参与OPC通信的用户或组,均应赋予其本地和远程访问以及本地远程启动激活权限.如果相应用户或组没有出现,则应手动添加,并且赋予权限.在弹出的各个对话框权限的设置中,分别添加用户Everyone,允许其本地启动,远程启动,本地激活,远程激活(见图4).图4设置用户Everyone的权限配置权限只是完成了系统较宽泛的DCOM的配置,要实现OPC之间的通讯,还需要完成OPC客户端特殊的DCOM的配置.在图2所示的组态服务窗口中,在我的电脑下,DCOM置中设置OPC20IFIX的标识为交互式用户,指定OPCServer以交互的用户认证.这个用户是当前登陆此计算机且驻留在OPCS

9、erver的计算机上,也就是必须有账号登陆,否则不能启动OPCServer.DCOM配置完成后,便可以在无线路由器中进行相应的设置,完成现地工控机与远程监控机之间的互联,实现数据的共享.无线路由器的访问控制可以让用户封锁来自某些无线工作站的访问,或仅忽略来自某些无线工作站的访问.在接受模式下,华硕无线路由器仅接收控制列表中所列的含有MAc地址的无线工作站的访问,拒绝模式下,则恰好相反,拒绝控制列表中所列的含有MAC地址的无线工作站的访问.从安全角度出发,使无线路由器工作于接受模式,彼此添加各个路由器的MAC地址到访问列表中,从而实现各个无线路由器的互联访问而又不与系统周围的无关无线路由器发生关

10、联.各台电脑之间建立互联后,便可以利用iFIX提供的OPC的PowerTool工具实现远程客户机对现地服务器数据的访问.在PowerTool的初始化界面中,选择使用远程服务器,在主机名中填人相应服务器IP地址或者服务器名,然后在监控客户机的PowerTool中新建OPCServer,选择驱动程序Intellution.OPCiFIX.1,这样,就可以在客户机iFIX中,访问服务器里的数据了(见图5).采集到现场的数据后,便可以实时监控现场的生产过程了,接下来便需要在后台处理中,创建报表,完成实时数据的定时保存.使用iFIX进行报表处理,传统的作法是利用iFIX的历史定义工具,周期性的向iFIX

11、的历史数据库中写入数据.当需要访问历史数据时,则利用ODBC数据库访问技术读取iFIX历史数据库,将数据输出至Excel等工具中加以显示.这种方法生成的报表没有办法直接访问,只能在iFIX利用Excel等工具把数据处理后才能查阅.在本项目中,在iFIX的调度中编写VBA脚本,撇开数据库,直接将数据写入到Excel表格中.这样每天的报表便直接以Excel表格的形式存在于电脑硬盘里,用户既可以在iFIX对Excel对象进行操作查询报表,又可以不通过iFIX从硬盘直接访问Excel报表,大大方便了用户的查询以及打印等操作.由于现场复杂的生产情况,并不能确保每天工控机每天24/Jx时都要工作,这样,便

12、不能在固定时间,如午夜或者其它时间生成报表,而是需要在任意时间都可以自动创建当夭的报表,报表保存为当前的日期.即当调度中设定的时间到时,检测是否存在当天报表,如果不存在,则创建当日报表后写入新数据;如果当天报表已经存在则打开它,在报表的末尾追加新数据后关闭.当利用VBA脚本打开一个并不存在Excel文档时,会产生错误号1004,这里,利用该错误号来创建每日的报表.当调度时间到时,在后台处理中,先打开以当前日期命名的报表,如果产生错误号为1004的错误,则代表当天报表尚未创建,于是,在错误处理程序中创建当夭报表,并写入第一次数据:当调度时间再次来临时,便可以打开这个新生成的报表并在其末尾追加数据

13、.这样,最基本的报表图5OPC驱动器的选择框架便得以构建.其中创建当天报表的代码如下:OnErrorGoToerrl00DimYAsIntegerDimmAsIntegerDimdAsIntegerY=Format(Now,"YYYY")m=Format(Now,"mm")d:Format(Now,"dd")'在报表末尾追加报表新数据ExitSuberrl00:IfErr.Number=1004ThenDimxlappAsNewExce1.ApplicationSetxlbook=xlapp.Workbooks.AddSetx

14、lsheet=xlbook.Worksheets(1)xlapp.Visible=Falsexlsheet.Cells(1,1)="报表("&FormatDateTime(Now,vbShortDate)&")"xlsheet.Range("al:ql").Mergexlsheet.Cells(1,1).HorizontalAlignment=xlCenterxlsheet.Cells(1,1).Font.Size=16xlsheet.Cells(1,1).Font.Color:RGB(255,0,0)

15、xlsheet.Cells(1,1).Font.Bold=True(下转第96页)1】,经过图3中的案例检索,查找出匹配的案例个数为l,这些匹配案例的相似度是?K(K=1,2,3n)预设定值的解T,jj=(×)/f41k=l-I其中T是相应于匹配案例的解.(2)案例评价模型.若将式(4)得到的预设定值直接作为焦炉火道温度的设定值,由于过程本身具有大惯性,大滞后的特点,对当前设定值下的生产指标控制效果需要长时间才能观察出来,故需要建立指标的预报模型对当前的预设定值进行案例评价.采用多元线性回归建模的方法确定以上各个模型,表达式如下:焦炉煤气消耗模型Plfl(xl,x2,x3,XRl,R

16、2,R3,R4,R5,R6,R7,Rs)40210.9943.647x1+2.8X2+228.9843-162.967X4-1.691R1+1.744R216.276R3+0.026R4+39.8R5+O.092R6-62.741R7+15.112R8高炉煤气消耗模型P2:f2(xl,x2,X3,X4,R1,R2,RR4,R5,R6,R7,R8)1330124.5432.14xl一1.42x+140.253X一101.288X一0.857Rl+0.759R2-10.365R3+0.125R4+42.7R5+0.O14R6-68.453R7+i0.362R8(4)案例修正模型.将上述生产(上接第

17、64页)'创建表头以在报表中第一次写入新数据xlbook.SaveAs"d:报表'l&Y&"一"&m&IIII&d&".xls"xlbook.CloseSetxlbook=NothingSetxlapp=NothingEndIf96PLC&FAr一指标最优化条件下得到的的焦炉煤气消耗量,高炉煤气消耗量与预设定值之差E为案例修正模型的输入.当E;的绝对值大于预设定的误差限T时,则表示优化模型的输出需要修正,校正参数为E;

18、:否则输出不需要校正,此时可以设E;为零.该模型主要通过寻找相匹配的专家经验规则,对历史案例库进行在线修正,其越来越完备.最终得到保证质量,产量最大的前提下,能耗最小的目标火道温使度设定值.其经验规则是在充分考虑焦炭质量达到一级以及产量是否达到最大,能耗是否达到最小的情况下,对目标设定值作出相对应的修正.4结束语将基于案例推理的焦炉火道优化设定模型应用于某钢铁联合企业的焦炉加热智能控制系统中,达到了降低能耗,保证焦炭质量及产量的目的.应用效益和以往同期相比,降低能耗约6%,焦炭产量提高了约0.72T/h,操作人员减少了50%,真正实现了生产指标的优化控制,取得了显着的经济和社会效益.实践应用表明,对复杂工业过程建立智能化的设定方法完全可以代替人的操作对设定值进行在线更新,为实现生产指标的优化控制4结束语本套数据远传系统,利用OPC技术很好的实现了数据的共享传送,工程人员可以在中控室方便的监