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類(lèi)型分類(lèi)：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類(lèi)：: 汽車(chē)連接器

GE Fanuc的iFix在燃?xì)庑袠I(yè)中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：90 品牌：Fanuc

摘要：本文主要闡述iFIX組態(tài)軟件在襄樊大明燃?xì)夤維CADA系統(tǒng)中的應(yīng)用，著重介紹本系統(tǒng)的軟件功能、冗余切換、群集管理的實(shí)施方案。

　　關(guān)鍵詞： iFIX，OPC SERVER FOR MGT，DUALSCADA，冗余，群集

　　引言

　　襄樊大明天燃?xì)夤維CADA系統(tǒng)是襄樊大明天燃?xì)夤旧a(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，完成對(duì)燃?xì)廨斉湓O(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及運(yùn)行管理。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　概述

　　襄樊大明天燃?xì)夤維CADA系統(tǒng)由調(diào)度中心、通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)程站和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成。

　　調(diào)度中心由2臺(tái)SCADA服務(wù)器、1臺(tái)SCADA磁盤(pán)陣列機(jī)、1臺(tái)WEB服務(wù)器，1臺(tái)GPRS接收服務(wù)器、2臺(tái)操作員站、1臺(tái)通訊處理器、1臺(tái)大屏幕投影儀、1臺(tái)打印機(jī)、1臺(tái)掃描儀、1臺(tái)刻錄機(jī)，并通過(guò)冗余局域網(wǎng)相連。

　　遠(yuǎn)程站有6種類(lèi)型共30個(gè)，完成所在站的數(shù)據(jù)采集、控制、連鎖保護(hù)、計(jì)量、通過(guò)通信系統(tǒng)向調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)等任務(wù)，可以獨(dú)立完成自己站點(diǎn)監(jiān)測(cè)和控制工作。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用有線與無(wú)線結(jié)合通信方式，有線通信采用光纖方式，無(wú)線通信系統(tǒng)采用GPRS。
遠(yuǎn)程站RTU設(shè)計(jì)采用目前國(guó)際上最成熟先進(jìn)的、具備防爆能力的MOTOROLA公司的成套SCADA系統(tǒng)（MOSCAD）。

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

通訊方式

　　本系統(tǒng)采用兩種通訊方式，光纖和GPRS通訊方式。

　　調(diào)度中心與門(mén)站，重要的調(diào)壓站之間采用光纖方式；調(diào)度中心與工業(yè)用戶監(jiān)控站之間采用GPRS通訊方式。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊：服務(wù)器、計(jì)算機(jī)及通信前置機(jī)之間通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以傳輸實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，并可完成在線和備份設(shè)備的自動(dòng)/手動(dòng)切換。

　　調(diào)度中心的組成

　　服務(wù)器

　　兩臺(tái)服務(wù)器，是SCADA系統(tǒng)的核心，采集各站的過(guò)程數(shù)據(jù)，擔(dān)負(fù)著整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、網(wǎng)絡(luò)管理等重要工作，兩臺(tái)服務(wù)器采用雙機(jī)冗余的形式。

　　磁盤(pán)陣列機(jī)

　　為了保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與操作系統(tǒng)分離，調(diào)度中心配備一臺(tái)磁盤(pán)陣列機(jī)，采用RAID 磁盤(pán)陣列，每臺(tái)服務(wù)器通過(guò)SCSI卡與磁盤(pán)陣列機(jī)相連，采用群集管理方式，存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

　　GPRS轉(zhuǎn)發(fā)站

　　由于移動(dòng)的數(shù)據(jù)中心只能綁定到一個(gè)IP，服務(wù)器采用冗余的方式，所以兩臺(tái)冗余服務(wù)器無(wú)法同時(shí)接收數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS轉(zhuǎn)發(fā)站將接收的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)到兩臺(tái)服務(wù)器。

　　操作員工作站

　　操作員工作站通過(guò)局域網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通信，將采集的數(shù)據(jù)以曲線、工藝圖等多種方式表現(xiàn)給用戶。操作員工作站通過(guò)直觀友好的用戶界面，實(shí)時(shí)顯示管網(wǎng)運(yùn)行情況，接受用戶提出的信息查詢、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、圖表分析、報(bào)表輸出等任務(wù)。調(diào)度人員可以通過(guò)操作員工作站的人機(jī)界面全面地了解整個(gè)燃氣管網(wǎng)的運(yùn)行狀況并下達(dá)調(diào)度命令，完成SCADA 系統(tǒng)的調(diào)度管理。

　　通信處理器（通信前置機(jī)）

　　通信處理器是無(wú)線廣域網(wǎng)（WAN）與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LAN）之間的橋梁。其功能是完成服務(wù)器與各站之間信息交換的通信管理，以及不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。通信處理器為從現(xiàn)場(chǎng)RTU來(lái)的數(shù)據(jù)提供了進(jìn)入LAN的連接，可以直接使用現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行定單管理、客戶服務(wù)、調(diào)度及其它運(yùn)作。

　　軟件功能設(shè)計(jì)

　　監(jiān)控軟件基于“戶機(jī)--服務(wù)器”結(jié)構(gòu)，采用Intellution 公司的32 位自動(dòng)化軟件iFix 3.5，它充分發(fā)揮了Windows 2003的全部強(qiáng)有力的功能，包括搶先多任務(wù)、多線程、即插即用硬件兼容性、對(duì)稱多處理等。

　　調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心。系統(tǒng)在運(yùn)行中，SCADA服務(wù)器通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控門(mén)站、調(diào)壓站等的相關(guān)參數(shù)：如壓力、流量、溫度、閥狀態(tài)壓等。

系統(tǒng)除可將各子站的有關(guān)燃?xì)鈪?shù)進(jìn)行直觀顯示外，還具有各種報(bào)警功能，直接利用多媒體技術(shù)提示。另外系統(tǒng)還可對(duì)各種必要的燃?xì)鈪?shù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)生調(diào)度人員所需的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，能夠十分方便的打印出來(lái)。

所有采集的監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和手工錄入的數(shù)據(jù)，按數(shù)據(jù)種類(lèi)存入各種數(shù)據(jù)庫(kù)，操作人員可隨時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、制表和繪制曲線。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)歷史庫(kù)和報(bào)警歷史庫(kù)。所有歷史數(shù)據(jù)都可以查詢、顯示和打印。

系統(tǒng)冗余熱備功能設(shè)計(jì)

　　為了提高系統(tǒng)可靠性，保障系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定地運(yùn)行，在選用高可靠性設(shè)備的同時(shí)，調(diào)度中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用多級(jí)冗余熱備的設(shè)計(jì)模式。

　　硬件冗余

　　兩臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余熱備，當(dāng)主要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器故障時(shí)，備份實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器將接替主要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器完成全部工作
　　通信前置機(jī)分為兩臺(tái)。兩臺(tái)通信前置機(jī)互為熱備，主通信前置機(jī)完成與遠(yuǎn)程站的通信工作，備用通信前置機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主通信前置機(jī)工作，當(dāng)主通信處理機(jī)故障時(shí)，備用通信前置機(jī)上升為主要通信前置機(jī)，接替通信工作
　　調(diào)度中心磁盤(pán)陣列機(jī)采用RAID磁盤(pán)冗余陣列

　　軟件冗余

　　包括驅(qū)動(dòng)程序和SCADA軟件的冗余。

　　驅(qū)動(dòng)程序的冗余主要是指驅(qū)動(dòng)程序的熱備方式。本系統(tǒng)采用的MGT OPC Server for iFix是支持Motorola MOSCAD RTU)的OPC I/O驅(qū)動(dòng)程序，運(yùn)行時(shí)，主OPC SERVER FOR MGT負(fù)責(zé)通過(guò)掃描無(wú)主RTU，備OPC SERVER FOR MGT并不對(duì)RTU發(fā)送掃描命令，只是與主驅(qū)動(dòng)程序同步接收RTU上傳的數(shù)據(jù)。同樣數(shù)據(jù)控制輸出由主驅(qū)動(dòng)程序完成，數(shù)據(jù)控制輸出不會(huì)發(fā)送到備驅(qū)動(dòng)程序，即使發(fā)送到備驅(qū)動(dòng)程序，也不會(huì)被執(zhí)行，從而保證了上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的唯一性。

SCADA軟件的冗余主要包括：實(shí)時(shí)、歷史、報(bào)警同步、控制輸出的唯一性等幾個(gè)方面。也就是說(shuō)主SCADA是監(jiān)視和控制的唯一的數(shù)據(jù)源，操作員站必須通過(guò)主SCADA進(jìn)行監(jiān)視和控制；備SCADA必須保證同主SCADA的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。

驅(qū)動(dòng)程序的切換和SCADA軟件的切換必須同步，否則數(shù)據(jù)的唯一性和可靠性沒(méi)有任何保障。冗余軟件DUALSCAD

　　負(fù)責(zé)設(shè)置SCADA軟件的主備狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)程序的主備狀態(tài)，保證主SCADA和主驅(qū)動(dòng)程序在同一SCADA節(jié)點(diǎn)上是一致，避免出現(xiàn)同一SCADA節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)SCADA軟件狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)程序狀態(tài)不一致的情況。

數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是SQL2000群集管理方式。

　　本系統(tǒng)中，兩個(gè)服務(wù)器采用Windows Server 2003企業(yè)版，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2000企業(yè)版，外加一共享磁盤(pán)陣列，為了保證在一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)服務(wù)器在讀寫(xiě)RAID磁盤(pán)，我們采用群集管理方式。由于Windows Server 2003、SQL Server 2000中內(nèi)置Cluster群集功能，兩臺(tái)服務(wù)器就能輕松實(shí)現(xiàn)群集配置，SQL Server 2000（節(jié)點(diǎn)服務(wù)器A和B）互為熱備地對(duì)外提供服務(wù)，充分利用了服務(wù)器68硬件資源，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的可用性。

兩個(gè)服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成了一個(gè)提供服務(wù)的整體。當(dāng)群集中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，另外一個(gè)可以通過(guò)失效切換的過(guò)程接替失效節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的應(yīng)用程序。同時(shí)，由于應(yīng)用程序和客戶端所需要的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在共享的RAID磁盤(pán)，在失效切換的過(guò)程中共享存儲(chǔ)的訪問(wèn)控制權(quán)也由失效節(jié)點(diǎn)切換至運(yùn)行節(jié)點(diǎn)上，客戶端和應(yīng)用程序可以通過(guò)共享存儲(chǔ)設(shè)備繼續(xù)訪問(wèn)必要的數(shù)據(jù)。這樣，通過(guò)群集，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)失效的情況下，仍然可以提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的正常運(yùn)行，從而保證了歷史數(shù)據(jù)的完整性以及客戶端的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性和可靠性。

　　遠(yuǎn)程客戶瀏覽

　　本系統(tǒng)采用 iClientTS來(lái)實(shí)現(xiàn)WEB發(fā)布的，是具有iClient功能的 Internet 瘦客戶端方案，是一個(gè)運(yùn)行在Terminal Server上的全新的客戶端軟件，它實(shí)際上就是一個(gè)客戶端的終端服務(wù)形式，用戶以遠(yuǎn)程桌面的形式訪問(wèn)該應(yīng)用程序。

　　Windows Server 2003終端服務(wù)器可用來(lái)管理每個(gè)客戶遠(yuǎn)程登錄的資源，它提供了一個(gè)基于遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（RDP）的服務(wù)，使Windows Server 2003成為真正的多會(huì)話環(huán)境操作系統(tǒng)，并讓用戶能使用服務(wù)器上的各種合法資源。

　　當(dāng)遠(yuǎn)程的用戶通過(guò)IE瀏覽器運(yùn)行它時(shí)，它可以為不同的客戶端同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)不同的進(jìn)程，用戶通過(guò)瀏覽器可以看到標(biāo)準(zhǔn)的iFIX應(yīng)用畫(huà)面。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　襄樊大明天然氣公司SCADA系統(tǒng)是一個(gè)典型的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，目前，系統(tǒng)所采用的設(shè)備架構(gòu)和功能模式，以及通訊方式都處于比較先進(jìn)的水平。系統(tǒng)建成后，調(diào)度人員根據(jù)系統(tǒng)提供的信息全面、實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和管網(wǎng)運(yùn)行工況，進(jìn)行綜合分析、優(yōu)化調(diào)度，編制合理、經(jīng)濟(jì)的供氣方案，使整個(gè)供氣管網(wǎng)在最經(jīng)濟(jì)、最合理的情況下運(yùn)行，以滿足工業(yè)及民用的需要。

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