淺析iFIX與PLC的通信及其在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、淺析ifix與plc的通信及其在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用(山西大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司044602)摘要：plc是一種專門進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，乂叫可編程邏輯控制器。 ifix是一種工業(yè)自動化組態(tài)軟件，適用于各種工業(yè)場合中的設(shè)備檢測、監(jiān)控和設(shè) 備自動化控制。這兩項(xiàng)技術(shù)都廣泛應(yīng)用于當(dāng)前工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，通過對工業(yè)運(yùn)行 過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，保障了牛產(chǎn)過程的安全性，同時(shí)也提高了工業(yè)設(shè)備生產(chǎn) 的穩(wěn)定性、可靠性和實(shí)效性。目前許多電力企業(yè)都普遍應(yīng)用了這兩種技術(shù)，在一 定程度上提高了生產(chǎn)效率，對電力工業(yè)的發(fā)展也起到了非常重要的作用。木文筆 者依據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn),對ifix與siemens、ge、modic

2、on plc的通信以及它們 在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用展開具體分析，旨在供同行交流研究。關(guān)鍵詞:ifix； plc；電力生產(chǎn)ifix是由美國intellution公司開發(fā)研制的工業(yè)自動化組態(tài)軟件；以plc 作控制系統(tǒng)的下位機(jī)，plc (pro-grammable logic controller)的全稱是可編程邏輯 控制器。對于控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性及穩(wěn)定性等而言，上位機(jī)與下位機(jī)之間 的通信是十分重要的。opc (ole for processcontrol)、modbus> 以及 modbustcp /ip技術(shù)在上位機(jī)與下位機(jī)之間提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)的方法和接口，提高了整個(gè)系 統(tǒng)的可擴(kuò)展性。工業(yè)

3、以太網(wǎng)與普通以太網(wǎng)兼容，通過工業(yè)以太網(wǎng)可以提高控制系 統(tǒng)的自動化與信息化水平。一、plc1、plc的定義及其發(fā)展plc是programmable logic controller的簡稱，直譯的話，可被譯作可編 程邏輯控制器。plc是一種被用于數(shù)字運(yùn)算操作的專門的電子裝置。回顧plc的 發(fā)展，應(yīng)當(dāng)始于1969年。這一年，美國數(shù)字設(shè)備公司即dec公司研制出了一 種控制裝置，這種裝置基于集成電路和電子技術(shù)的基礎(chǔ)。在這個(gè)裝置中，也首次 采用了程序化的手段，并應(yīng)用于電氣控制，第一代可編程序控制器誕生了。這個(gè) 歷史上的一代可編程序控制器被稱作programmable controller （pc）,最初應(yīng)

4、用 于gm即通用汽車公司1。2、plc的組成及應(yīng)用plc系統(tǒng)的組成部分主要由四個(gè)，它們分別為：cpu模塊、輸入模塊、 輸出模塊以及編程裝置。由siemens即德國西門子公司生產(chǎn)的s系列可編程序 控制器在也已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于我國，無論在冶金、化工還是在印刷生產(chǎn)線等領(lǐng) 域都有這個(gè)可編程序控制器的應(yīng)用。由德國西門子（siemens）公司生產(chǎn)的plc產(chǎn) 品有很多系列,包括logo、s7200、s7-300> s7- 400以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、hmi人機(jī) 界面和工業(yè)軟件等都屬于這個(gè)系列2。二、ifix1jfix的定義ifix是由美國intellution公司開發(fā)的工業(yè)自動化組態(tài)軟件，所謂組態(tài)的 概念來自

5、configuration,是指使用軟件工具對計(jì)算機(jī)軟硬件資源進(jìn)行配置，達(dá)到 使計(jì)算機(jī)按照預(yù)先配置，自動執(zhí)行任務(wù)，滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件是一 些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控層的軟件平臺 和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好的用戶開發(fā)環(huán)境和簡潔的使用方 法，通過調(diào)用內(nèi)部預(yù)置的軟件模塊，可以方便的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的基本功能。目前，主 要的組態(tài)軟件包括有:intouch> ifix、citech> wincc>組態(tài)王、controx （開物）、 force-control （力控）等。其中，ifix組態(tài)軟件集中了控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)術(shù)、數(shù) 據(jù)庫技術(shù)及人機(jī)

6、交互界面技術(shù)，軟件功能強(qiáng)大，組態(tài)靈活方便，采用許多工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)技術(shù)，保證其開放性和擴(kuò)展性。ifix,只是一個(gè)windowsh-mi/scada組件，這個(gè)組件基于ge fanuc自動化軟件 產(chǎn)品家族。不同于plc,在ifix中，intellution的產(chǎn)品和microsoft的操作系統(tǒng) 以及網(wǎng)絡(luò)被進(jìn)行了緊密的集成。具體說來ifix的內(nèi)部就是一個(gè)技術(shù)核心，這個(gè) 核心能夠提供分布式結(jié)構(gòu)。像activex、opc、vba以及組件對象模型（com） 一樣，ifix的開發(fā)基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)3。這些標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)都是提供第三方應(yīng)用程序的 簡單集成，而這些集成都是在廣泛的局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。通過這些簡 單集成能夠

7、使數(shù)據(jù)的共享得以實(shí)現(xiàn)。2jfix的設(shè)備連接一個(gè)工廠要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)的設(shè)備連接是首先需要解決的問題。ifix 可以提供方便的連接方式，通過應(yīng)用這個(gè)方式，一個(gè)工廠與可以實(shí)現(xiàn)與世界上各 種知名設(shè)備連接的目的。同時(shí)，ifix能夠提供通訊程序的開發(fā)工具包，而只有通 過這個(gè)工具包，用戶才能將自己自行開發(fā)的一些非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)和ifix監(jiān)控系統(tǒng) 的連接。下面就設(shè)備連接，筆者作一簡述：(1) 連接設(shè)備類型可以與ifix連接的設(shè)備有許多種類，dcs、plc、控制器、遠(yuǎn)程模塊就是 這些種類中的主要類型，除了這些，還有現(xiàn)場總線設(shè)備、條碼閱讀器、智能儀表 以及稱重儀也都可以。另外，其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者特殊設(shè)備也可以實(shí)

8、現(xiàn)和ifix的 連接。由此可見，ifix的連接功能實(shí)在很強(qiáng)大。(2) 連接方式要說連接，不得不說連接方式。要實(shí)現(xiàn)ifix和設(shè)備的連接，方式也有 很多，概括起來，主要有如下三種：第一，通過串行口連接；第二，通過工業(yè)網(wǎng) 絡(luò)連接；第三，通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接。除了這三種之外，還有一些其它方式，像 電話撥號、微波設(shè)備以及無線電傳輸或者專線連接等都可以的。(3) 需要用到的ifix驅(qū)動程序想實(shí)現(xiàn)ifix的運(yùn)行，自然需要用到驅(qū)動程序。根據(jù)開發(fā)工具的不同，ifix 驅(qū)動程序可分為兩種，其主要是6.x版本以及7.x版本。除了上述兩種主要程序， 也可以使用第三方驅(qū)動程序和opc server。intellution

9、并不專一，它有大量的 cap即自動化合作伙伴4。這些伙伴在工程中為ifix進(jìn)行了大量商品化驅(qū)動程 序的編寫，當(dāng)然也包括opc server。三、plc–siemens 及其應(yīng)用1 .關(guān)于 plc-siemensplc–siemens： sie：在應(yīng)用吋需要注意如下程序，即首先需要連 接串行通訊模塊cp525,這個(gè)連接要通過串行口進(jìn)行。在連接時(shí)，支持3964r協(xié) 議。除了這個(gè)連接，也可連接其它西門子設(shè)備。當(dāng)然，這些設(shè)備的連接是有條件 的，即同樣支持此3964r協(xié)議。在連接西門子s7系列plc時(shí),s_7：支持三種方 式，這三種方式分別是工業(yè)以太網(wǎng)(hl)、p

10、rofibus (l2)和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(tcpip)。2.plc 與 ifix 及 siemens、ge 的結(jié)合在當(dāng)今科技條件下，自動化正越來越發(fā)展，在自動控制系統(tǒng)中，plc也 被越來越多地用到。伴隨著其應(yīng)用的增多，控制系統(tǒng)功能也越來越強(qiáng)大，并且越 來越齊全。其主要體現(xiàn)在：不但能和多類現(xiàn)場儀表和設(shè)備進(jìn)行連接，而且在這個(gè) 過程中，很多通訊功能也能實(shí)現(xiàn)了，比如rs232、rs485以及dp、和以太網(wǎng)等 等。以plc s7-300等系統(tǒng)為例，不但能與很多上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)很好的通訊，(這 些上位機(jī)軟件包括intouch> wisconifix>組態(tài)王以及天工組態(tài)等)，更為誘

11、人 的是，這些組態(tài)還非常的簡單、方便、易通。應(yīng)用方便，加上能實(shí)現(xiàn)大小規(guī)模控 制及監(jiān)控等多種功能，因此深受人們的喜愛。在遠(yuǎn)程通訊中，ifix與西門子s7-300系統(tǒng)的連接被很好的結(jié)合起來加 以運(yùn)用了。這種運(yùn)用也使遠(yuǎn)程通訊變成了現(xiàn)實(shí)，不但很多人力、物力以及時(shí)間、 資金被節(jié)約了，而且，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也更為強(qiáng)大了。因此可以說，有機(jī)結(jié)合plc s7-300和ifix,不但使遠(yuǎn)程通訊控制真正地得以實(shí)現(xiàn)，而且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通訊的方 便、快速，既節(jié)約了公司的資金成本，也在很大程度上節(jié)約了吋間。目前各種plc、 智能儀表和工控軟件就已經(jīng)被大量應(yīng)用在工業(yè)控制現(xiàn)場，比如siemens, abb, mitsubishi,

12、omron, modicon等公司的plc工業(yè)組態(tài)軟件就有數(shù)百種，包括 組態(tài)王、力控、ifix等。3.ifix與opc服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換原理及實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)ifix與opc服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的關(guān)鍵是設(shè)置ifix的數(shù)據(jù)驅(qū)動器 為opc驅(qū)動。ifix組態(tài)軟件具有友好的用戶界面、圖形化操作、以及良好的通用 性等特點(diǎn)成為很多用戶首選的人機(jī)界面工具。ifix通過opc i/o驅(qū)動器連接opc 服務(wù)器，opci/o驅(qū)動器提供ifix訪問服務(wù)器對象的接口。并通過對服務(wù)器對象 中組對象的操作，來存取設(shè)備寄存器單元的數(shù)據(jù)。opc服務(wù)器對象擁有服務(wù)器的所有信息，同時(shí)包容了組對象，客戶應(yīng)用 程序通過opc接口訪問opc服務(wù)

13、器，但客戶端不是直接訪問opc服務(wù)器，而是 通過對opc服務(wù)器對象的訪問與opc服務(wù)器交換數(shù)據(jù)。組對象擁有本組的所有 信息，提供了客戶組織數(shù)據(jù)的一種方法，也包容了 opc數(shù)據(jù)項(xiàng)，客戶可對之進(jìn) 行讀寫，還可設(shè)置客戶端的數(shù)據(jù)更新速率。當(dāng)服務(wù)器緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí), opc將向客戶發(fā)出通知，客戶得到通知后再進(jìn)行必要的處理，而無需浪費(fèi)大量的 時(shí)間進(jìn)行查詢。opc數(shù)據(jù)項(xiàng)是服務(wù)器端定義的對象，通常指向設(shè)備的一個(gè)寄存器 單元，opc客戶對設(shè)備寄存器的操作都是通過其數(shù)據(jù)項(xiàng)來完成。但是opc數(shù)據(jù) 項(xiàng)并不提供對外接口，客戶不能直接進(jìn)行操作，所有操作都是通過組對象進(jìn)行的。 這樣既提高了數(shù)據(jù)存取的速度也易于功能擴(kuò)展

14、。完成以上配置并且通過監(jiān)視打開 ifixyopcpowertool,連接本地服務(wù)器，在打開的0pc drive中選擇需連接的服務(wù) 器opc simaticnet。根據(jù)在opc scout中對服務(wù)器的配置定義相應(yīng)的組對象名、 項(xiàng)目名。定義完畢后啟動驅(qū)動器可以監(jiān)視opcdrive與opcserver的通信。在ifix 的數(shù)據(jù)庫管理器中依據(jù)opc drive定義相關(guān)變量、正確的書寫數(shù)據(jù)的地址信息， 在ifix畫面的數(shù)據(jù)連接中連接變量或通過vba語句實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的讀寫操作等， 運(yùn)行ifix的相關(guān)程序就實(shí)現(xiàn)了組態(tài)軟件與opc服務(wù)器的通信。結(jié)語：本文主要研究了 ifix與plc的通信及其在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用。首先分別 具體介紹了 plc與ifix的定義、組成、連接方式以及應(yīng)用，然后又介紹了 plc-siemens的概念，在此基礎(chǔ)上分析了 plc與ifix及siemens、ge之間的結(jié)合， 總結(jié)了這兩種技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用，希望在深入了解這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上可 以將這些技術(shù)的功能發(fā)揮到最大，從而促進(jìn)我國電力企業(yè)的更好更快發(fā)展。參考文獻(xiàn)：陶崢，陳曾漢基于opc及工業(yè)以太網(wǎng)的ifix與plc的通信j.計(jì)算機(jī)工程與設(shè) 計(jì)，2009, 0& 2064-2066+2070.2