FIX監控軟件在煙草制絲線的集成應用

袁震

摘要：本文詳細介紹了iFIX軟件在煙草制絲線的集成應用，對軟件本身的特點進行了較深入的分析。結合在卷煙廠制絲車間的項目，詳細描述了用iFIX監控軟件構建的集中監控系統的技術架構及在實際項目當中所應用到的各種異構系統的信息集成方式。

關鍵詞：異構系統;信息集成

一、項目背景

近幾年，隨著自動化控制技術的發展，特別是信息技術的快速發展，工業自動化和管理信息化的結合己成為工業控制系統的發展趨勢。

在Q卷煙廠易地技術改造項目中，卷煙廠將在新建聯合工房內建一條完整制絲生產線，其中包括一條葉片線、兩條葉絲線、一條梗線、一條梗絲線、一條混絲線及新建一個片煙配方庫、一個成品煙絲庫、新建一套香料廚房系統、一套異味處理系統、一套集中除塵系統輔助生產操作。為了現實制絲線自動化生產和高度的集中控制管理，Q卷煙廠需要建設一套適合Q卷煙廠生產和管理要求的制絲線自控及集成管控一體化系統。

二、解決方案簡介

Q制絲線集中監控系統首先是設備控制系統的圖形化體現和生產管理系統與生產控制系統的交互層。集中監控系統以I/O服務器為核心，通過工業以太網絡將制絲線各生產線的主控PLC、各個控制段以及單機控制系統的主控PLC和I/O服務器連接起來，實現方便快捷的數據交換，并最終由I/O服務器將采集的數據提供給車間數據庫服務器、監控計算機、現場操作查詢終端進行集中監控和信息查詢，同時通過Web服務器將生產線的實時監控信息發布到廠級管理部門，便于整個煙廠的相關部門都能夠方便快捷的實時獲取制絲線的生產信息，了解生產進度和協調生產過程，徹底消除制造環節的“信息孤島”;集中監控系統的根本目的是對生產過程以圖形化的方式進行監視和控制;是設備控制系統、車間振動監測系統、生產管理系統和廠級MES系統之間的信息集成粘合劑，是各個控制子系統信息集成的信息匯合點。

（一）集中監控系統技術架構

整個集中監控系統的技術架構在設計上分為4個層次：1）應用層;2）平臺層;3）數據服務層;4）通訊服務層。其中通訊層位于設備控制系統系統、生產管理系統、廠級MES系統和數據服務層之間，主要完成底層I/O通訊、工業以太網通訊、過程數據采集和與其它業務系統的接口數據交換等功能通過通訊層來實現實施數據、業務數據在各個系統中的交互。

整個集中監控系統的技術架構如圖1所示：

為實現Q卷煙廠制絲車間全面有效整合企業資源，使企業運行控制、數據資源服務、監控和管理有效的統一起來，并具備易于維護、方便調整和靈活配置的特點。

（二）解決方案

1.與MES系統信息集成

與MES系統的信息集成可以采用OPC方式和消息件方式來進行。OPC方式Q集中監控系統與MES系統的集成通過制絲線集中監控系統的I/OSERVER進行信息交互，采用OPC通訊協議。在集中監控系統的I/O服務器及MES的HISTORIAN中分別開辟兩個一致的緩存區用于系統間通訊。MES系統通過OPC下達子工單信息、工藝參數到緩存區，混絲中控通過緩存區獲取上述信息，并完成制絲生產。當生產完成后，通過緩存區中另一數據結構將子工單結束信息上傳到MES中。為了防止數據共享沖突，MES與緩存區之間的數據通訊采用約定好的通訊控制機制。根據緩存區標志位，當緩存區子工單還未啟動執行時，MES系統可根據需要修改緩存區中還未被制絲管控系統執行的子工單，修改包括刪除及更改。與MES系統通訊交互的集成畫面如下：通過OPC方式，MES系統把工單發布到IO服務器上，集中監控系統通過采集IO服務器上的數據讀取工單任務信息，開始組織生產按照MES的工單組織生產完成之后，需要把數據回寫給MES系統，同樣通過OPC的方式，在批次的生產結束之后，把MES需要的數據寫到MES的服務器上。消息中間件MES與集中監控系統也能通過Simens的DIS消息中間件進行數據交互。在中控管理機上安裝DIS程序，使中控管理機作為一個DISClient與MES的DISServer保持連接通過DIS方式進行消息傳遞。MES系統通過DIS方式下達工單信息、工藝參數到中控管理機，中控管理機作為DISClient獲得上述工單任務，工單任務采用XML文檔，由于iFIX豐富的數據接口，支持對XML文檔進行解析，因此集中監控系統把XML文檔解析成實際的生產任務。生產線按照生產任務進行生產。

2.與管理系統信息集成

制絲生產的過程是通過作業任務來完成的，監控系統是作業任務生產調度的“網關”，通過這一網關，作業任務的數據信息將寫入到控制系統中，啟動生產過程。我們編寫了專門的數據通訊模塊（專用的數據庫通訊類庫）與生產管理系統進行直接信息交互，從而最終實現生產管理系統與集中監控系統信息的全面集成。

與混合存在的AB.西門子控制系統信息集成集中監控系統與設備控制系統的集成是通過工業以太網監控網絡和相應的I/O驅動進行的。在設備控制系統的個條生產線的主控PLC中建立相應的I/O通訊數據區，由監控系統的數據采集（FO）服務器的I/O通訊服務完成PLC中的數據區與數據采集服務器上的采集點進行數據通訊和數據采集服務。由于iFIX同時支持多個OPC驅動，因此在同一IO服務器上，我們同時和AB.Simens的PLC同時進行通訊，同時在iFIX的PDB數據庫中采集多種不同協議內容的數據。

3.監控信息Web發布功能

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各生產線、工藝段、主機設備、過程參數趨勢、報警信息等實時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。