關于現代I/A Series控制系統歷史庫使用的探討

摘 要：本文闡述了福克斯波羅公司近年來推出的I/A Series編程系統中歷史庫軟件的應用及出現問題的原因，為系統工程師應對問題時的處理措施及防范提供了借鑒，本系統的應用為提高自動控制領域的廣泛性提供參考，同時為維護人員提供了對本系統歷史庫維護相關資料的有利補充。

關鍵詞：自動控制系統；歷史庫；問題處理

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）05-0012-03

Discussion on the Use of the History Library of Modern I/A Series Control System

ZHANG Xiaoyu

（Tangshan Sanyou Yuanda Chemical Fiber Co.，Ltd.，Tangshan 063305，China）

Abstract：This paper expounds the application of the history library software in the I/A Series programming system introduced by Fawkes Polo in recent years and the reasons for its problems. It provides a reference for the system engineers to deal with the problems when they deal with the problems. The application of this system provides reference for improving the wide range of the automatic control field and for the maintenance of the personnel. It provides a useful supplement to the historical database maintenance of the system.

Keywords：automatic control system；history database；problem solving

1 I/A Series控制技術簡介

1.1 歷史庫概述

I/A Series編程控制系統是由福克斯波羅公司推出的新型組態工具，又名IEE控制組態器，是開放式的集散控制系統，系統的開放體現在硬件及軟件和通訊網絡的設計上均全面采用國際公認的控制標準，以及在軟件開發上采用開放的UNIX系統，完全兼容的VENIX和Windows操作系統。在I/A Series系統中，用歷史文件替代了一般的儀表記錄及人工記錄。其中記錄的格式以數字量累計完成，數字量記錄的使用使數據再加工變成了可能，而且處理后的數據可與其他用戶共享。系統中使用歷史組態器AIM*AT軟件，AIM*ATV3.3歷史庫軟件是I/A Series應用軟件的一種，它與硬件彼此獨立，不會因硬件更新而導致現有的軟件失效。通過軟件使用者的組態告訴用戶哪些過程數據需要采集，采集來的數據要作哪些處理以及處理后的數據如何歸檔保存。

1.2 歷史庫AIM*ATV3.3的安裝步驟

打開控制面板，雙擊FOXBOROI/A，選擇I/A Series Off選項框下的Autologon選項，點擊“OK”退出；重新啟動電腦；打開Start>Settings>ControlPanel>AdministrativeTools>Services>NuTCRACKERSerivce，在General選項框下，將Startuptype選項改成Automatic，點擊“Apply”，點擊“START”啟動服務，選擇“OK”；插入歷史庫光盤V3.3；選擇光盤中WIN/setup.exe，在AIM*ATSuite-InstallShieldWizard界面上，點擊“Yes”，繼續點擊“Next”>“YES”；在AIM*ATSuiteSetup界面上，選擇需要安裝的軟件，如項目購買了歷史庫，Datalink軟件，需要選擇AIM*OLEDB，AIM*DataLink，AIM*Historian，AIM*Utilities，選好后點擊“Next”；安裝完成后選擇不重啟機器，進入控制面板，雙擊“FOXBOROI/A”，選擇I/A Serieson選項框下的Autologon（standardI/ASeriesoperation）單選框。

1.3 歷史庫AIM*ATV3.3的配置

選擇Start >Programs>AimAT>ApiAdmin，Server下拉菜單中選擇AW機器名，連接AW成功后，輸入密碼：gnomes，點擊“OK”；

在Authorization選項框下，分別給AIM*OLEDB、AI M*DataLink、AIM*Historian、AIM*Utilities授權，填入相應的授權碼；

在UserNames選項框中，在NewUser輸入框中填入工程師站的Letterbug，如AW2001，點擊“ADD”按鈕；

在packages選項框中，給Fox用戶分配軟件，選中AIM*API，AIMDLK，AIMHIS，AIMODB，OLEDB1，A W2001，用戶選中AIM*API，AIMHIS，AIMODB；

在Security頁面，所有用戶下的所有的復選框都打勾；點擊“APPLY”>“OK”；

選擇Start>programs>AimAT>Historian Configurator，點擊“Next”，點擊“NEW”按鈕，彈出CreateHistorianInstance窗口，在Enter Historianin stancename中輸入hist01，點擊“OK”>點擊“Next”>在RTP/Messages窗口上，點擊Add按鈕進行歷史庫點組態，例如將CP2001下TEST：AIN.PNT加入歷史庫，操作為：選中CP2001，點擊“Next”；選中TEST：AIN，點擊“Next”；選中Output下AIN的Pnt參數，點擊“NEXT>BEGIN>Finish>Finish”關閉RTP/Messages窗口，關閉histcfg窗口，在提示窗口中選擇Proceed>Commit，退出configurator；

打開START->Program->AimAT->HistorianMa nager，選中hist01/hist01，選中Instance頁面，點擊“ON”按鈕，使紅燈變成綠燈，在StartonReboot前的復選框打勾。關閉histManager，歷史庫組態完成。

在控制面板中的AIM*AT，選中CheckifyouwanttostartAIM*APIatreboot。在彈出的aimpanel彈出框中選擇“YES”按鈕。點擊“StartAIM*API”按鈕，選擇“OK”退出。

2 I/A Series控制系統的操作

2.1 歷史庫借助向導加入RTP點

在開始菜單下找到HistorianStart＼Programs＼AimAT＼HistorianConfigurator，選擇AW1002和hist01，在RTP/Message窗口點擊“Add”按鈕，在I/A ServerFilter窗口選擇合適的CP，點擊“Next”，在I/A Compound-Block Filter窗口選擇所加點的Block，點擊“Next”，在I/A ParameterTypeFilter窗口選擇點的屬性，在Searching窗口點擊“Begin”，最后點擊“Finish”。

2.2 導出數據庫中的點

選擇操作站Start＼Programs＼zAimAT＼Historian Manager進入編輯畫面。在hist01-histmgr畫面點擊按鈕“SaveConfiguration”，在下一個畫面Selecthistorian下選擇hist01然后點擊“SpecifyOutputFile NameAnd StartSavingConfiguration”按鈕，在下一個畫面Filename中寫入保存的名字，點擊“Open”按鈕，出現histsave彈出框，點擊“OK”，最后“Exit”結束。

2.3 歷史庫數據的備份

停止歷史記錄：Start＼Setting＼ControlPanel＼AIM*AT，先停止StopHistorianApplications，再停StopAIM*API，按以下路徑打開文件夾MyComputer＼＼D：＼opt＼aim＼ inst＼ hist02，在文件夾內將所需要備份數據以及其他文件全部備份于硬盤中。

2.4 歷史庫帶數據包恢復及注意事項

歷史庫因時區問題經常導致所有歷史庫停止工作或工作異常，對于AIM*Historian偶然出現數據包錯誤的狀況，需要刪除錯誤的數據包文件，重新對歷史庫進行排列，以使它繼續工作。歷史庫恢復存在很多誤區，現說明具體的方法如下：

（1）用AIMHistorianManager的SPY軟件查看含錯誤信息或者損壞的數據包，SPY軟件可直接打開每個數據包.fdb文件，查看數據包的起始和終止時間，確定數據包是否有故障。將有故障的數據包記錄下來，然后將這些數據包刪除。

（2）備份歷史庫組態INP文件。利用saveConfiguration軟件備份數據庫組態文件，生成兩個文件，一個是hist01.inp，另一個是hist01_del.inp，帶DEL的組態文件是含有“已刪除”采樣點的數據組態文件，后面要用這個DEL的文件來恢復數據庫，以確保數據庫里的組態點的“序號”前后一致。

（3）備份歷史庫的數據文件。直接拷貝/opt/aim/inst下的對應歷史庫文件夾，用來恢復進行失敗后的還原。

（4）刪除歷史庫數據文件。刪除歷史庫數據文件前，關閉與AIM*AT相關的進程后才可刪除，關閉的方法可通過控制面板的AIM*AT進入，點擊“StopAIM*AT”，點擊“StopHistorianApplication”，等待1分鐘后，就可刪除整個文件夾了。也可關閉I/A重啟，直接刪除文件夾。但是務必要注意的是，關閉I/A重啟，需要開啟NucTracker服務來完成后續的歷史庫xrebuild命令。

（5）恢復組態文件。刪除整個歷史庫文件夾后，/opt/aim/bin/histbatch.exe命令打開Batch窗口，將前面保存的hist01_del.inp文件導入，生成完全嶄新的、含有之前所有組態點的AIM歷史庫，同時會發現/opt/aim/inst下生成對應的新文件夾。

（6）恢復正常的數據包。在/opt/aim/inst/hist01的歷史庫數據文件夾中放入已經通過SPY查看后可靠的正確的數據包.fdb文件。

（7）執行xrebuild。進入shell，進入/opt/aim/bin下，用xrebuild[0，1，2，3，4]逐個修復歷史庫cross-file文件，執行5組后，會發現數據庫文件夾下出現交叉文件.fdb，比如rxref.fdb等文件。Xrebuild命令必須在NucTracher服務開啟的情況下執行，所以如果I/A沒有開啟，就務必手工開啟逐個服務。Xrebuild是常見的命令，用來生成或修復交叉文件。

（8）開啟AIM*AT，開啟AIM*Historian。恢復數據包及對應交叉文件后，開啟AIM*API，待2分鐘后，開啟歷史庫并TurnOn。觀察session部分為非激活狀態，如果是激活狀態，點擊“clearup”按鈕刪除組態臨時文件，也可手動刪除歷史庫文件夾下的.RW文件。.RW文件生成，是由于上一次未正確關閉歷史庫組態器，.RW文件即為組態的臨時文件，正常關閉后應該自動刪除。

3 I/A Series控制系統的歷史庫通訊問題講解

3.1 I/A Series控制系統的注意事項

（1）任何修改數據包數量的操作盡可能通過清空文件夾后恢復的方式來修復，不要直接運行xrebuild，因為數據點的信息不單單在歷史庫的.fdb文件中，其他文件里也有對應的數據。只刪除錯誤的數據包是不可靠的。

（2）.fdb文件中有一個文件很大，這個文件一般是最新編號的文件，該文件包含未打包的數據采集點信息，待打包后，文件會相應縮小，并可用SPY比較直觀地顯示數據包的數據。

（3）SPY文件默認顯示250條，如果想看到更多的信息，需要在Option里設置最大顯示條數到相應的數字。這個方法不限于時間跳轉和數據包錯誤，同樣適用于歷史庫數據離線查看等，關鍵是備份組態inp文件和數據包.fdb文件，.inp文件直接影響.fdb文件的結構。

3.2 通訊點表中有系統不存在的點對系統的影響

AIMOPCServer通訊點表中系統不存在點的問題經常發生。造成這種情況的原因是其中的OPC服務器，AIMOPCServer軟件安裝十分簡單，正常投用一般交給OPCClient的用戶自己組態，可是AIMOPCServer并沒有強壯到無毒不侵的地步，相反它需要細心的呵護才能安全、正常的運行。在遇到的問題中，以下幾點需工程師格外注意：

若壞點過多，安裝AIMOPCServer的PC機的CPU負荷會很高、有可能會達到100%，而且始終維持在這個程度，除非重啟機器；長時間壞點占用高數據流通訊會引起通訊速度變慢，有可能引起CP負荷增大。項目應用中的實例推測說明，我方共通訊約1500個點，分10對CP，每對CP分擔點數150點左右，測試程序時，最初有約50多個壞點未處理。現場情況是：OPC通訊剛啟動時數據刷新正常，約1.5個小時后，數據刷新越來越慢，直到后來變成約4小時刷新一次。期間歷史站服務器長時間運行，我們記錄下了這期間每對CP的空閑時間，然后重新啟動了AIMAPI，用正確的點表（1416點）和OPCClient進行通訊，通訊正常（監測至少20小時）。同時記錄下這期間每對CP的空閑時間，經過前后對比，發現后一次有多對CP的空閑時間比前一次多約10%。由于AIMAPI的顯式程序只有AIMOPCServer，期間也只重啟了AIMAPI和用正確的點表進行OPC通訊，因此可肯定這10%的CP的空閑時間來自于此。但由于缺少對比數據的監測，因此無法推論出這10%是由于長時間錯誤點OPC通訊累計而成，但是可作為一個參考。

3.3 去除OPC通訊點表的錯誤的方法

把DCS系統有用的點表導出給OPCClient的組態人員。有些OPCClient的組態人員根據DCS畫面上的位號記錄來做點表文件，此種情況下“0”和“O”不分，錯誤多也很正常。因為提供給OPCClient的組態人員正確的點表文件不僅方便了對方，對IA系統的安全也是有利的，所以每次在DCS系統中刪除和修改組態點后，請告知OPCClient的組態人員。在用戶的OPCClient通訊以前，先用MatrikonOPCExplorer試一下這些點。系統不存在的點，MatrikonOPCExplorer是會指出的。

3.4 在AIMOPCServer端限制OPC通訊點

運行“AIMOPCConfigurator”程序，在該程序的界面上點擊TAB“AliasConfiguration”，選出要通訊的點，每個點取個別名，并選上“Readonly”，保存在“d：＼opt＼aim”目錄下，名字隨意取；然后選取菜單：“View”＼“Options”，在“Option”窗口TAB“General”上選擇“Loadconfigura tiononstartup”和“Restrictitemstopreconfiguredalias”，“filename”項就是剛保存的文件名，這樣OPC通訊點就限制在這些點中了。對OPCClient而言，點名是自己取的別名，而不是C：B.P。這種方法對IA端的工程師而言，其工作量加大了。不過也有簡單的方法，即生成一些點的別名文件后，用記事本程序編輯別名文件，然后手工加入通訊點即可（當然事前要保證點的正確性，事后要用MatrikonOPCExplorer測試）。

4 結 論

歷史庫是運行系統可靠性的有效保障，它不僅是反饋自控系統穩定的窗口，也是自動化生產中不可或缺的環節。生產中如遇突發情況，可通過歷史文件追溯事件起因，并可預防下次此類事件發生。I/A Series系統中的歷史庫搭建簡單，操作便捷，但也存在問題，因現存資料過少而不利于判斷與維護，因此希望通過本文的總結給大家在維護上帶來方便。

參考文獻：

[1] 上海福克斯波羅有限公司.I/A Series系統及應用高級培訓教材 [OL].[2011-07-21].http：//ishare.iask.sina.com.cn/f/17342165.html.

[2] 于會群.基于I/A Series的控制系統通信網絡研究與設計 [J].機電一體化，2010，16（3）：59-62.

作者介紹：張曉宇（1988.02-），男，漢族，河北唐山人，助理工程師，本科。研究方向：自動化。