IFIX组态软件在某化工合成中的应用毕业论文.doc

目 录摘要iAbstractii第一章 绪 论11.1 研究背景和意义11.2 IFIX数据库的现状21.341.4 本文研究内容6第二章 用IFIX制作化工合成模型72.1 引言72.2 scu配置72.3化工画面设计92.4 本章小结10第三章 实时数据采集及其实时数据库113.1 引言113.2 ifix数据库定义113.3 ifix组态软件连接access数据库123.3.1 ACCESS数据库133.3.2 基于ODBC技术实现iFIX组态软件与Access数据库的通信143.3.3ADO技术接口实现数据转存143.3.4实时数据读入Access数据库153.4 实时数据处理183.4.1按时间段查看记录183.4.2 删除指定时间段记录203.5 本章小结24第四章 历史数据及其历史数据库的制作254.1 引言254.2 ifix历史数据库配置254.3ifix历史数据采集与归档264.3.1 启动HTC采集历史数据264.3.2 连接ACCESS数据库与IFIX历史数据库274.3.3 创建历史数据库274.3.4 历史数据查询与删除284.4 本章小结32第五章 IFIX报警、历史趋势曲线及其报表打印255.1 引言255.2 IFIX报警255.3 历史趋势曲线.255.4 数据报表的打印265.4.1 创建EXCEL报表265.4.2 打印报表275.5 仿真实验28第六章 总结与展望336.1 全文总结336.2 问题与展望33参考文献35致 谢37第一章 绪 论1.1 研究背景和意义IFIX软件是GE自动化软件产品家族中的一个基于windows的HMI/SCADA组件。IFIX是基于开放的和组件技术的产品，专为在工厂级和商业系统间提供易于集成和协同工作的设计环境。IFIX中还添加了OPC,VBA,ActiveX,DDE,ODBC等工业标准化技术，可以提供一个强大的开发环境，实现用户的特殊要求。IFIX是一套工业自动化软件，为用户提供一个“过程化的窗口”。它用于提供实时数据给操作员及软件应用。具有数据采集和数据管理的作用。所谓数据采集包括与工厂的I/O设备直接通信、通过I/O驱动程序与I/O设备接口。所谓数据管理则是对数据的处理、过程监视（图形显示）、监视控制、报警、报表和数据存档。IFIX可用于连接工厂中的过程硬件（如PLC可编程控制器），并从过程硬件中获取源数据。将获取的数据存入建立的过程数据库中，从而可以以图形的方式显示。 IFIX为使用者提供了良好的人机界面，通过生动直观的画面监视和人机交互功能，提高了生产自动化管理水平和生产环境的安全性，降低成本和损失。但是，IFIX没有直观可视化的数据库，实时数据和历史数据不能直观的被用户查看到，所以为IFIX创建一个实时数据库和历史数据库有着很大的意义，方便了用户对过程数据的监控，同时方便了用户对于历史数据的查询，从而更直观的能够找出想要的数据，能够更好的改进控制化工合成过程。IFIX对化工工业流程进行监控的应用，实现了生产现场的无人化管理，所有操作和监视均在微机监控室中进行。由此避免了化学反应和反应中的副产品对操作人员的健康造成直接伤害。以IFIX为平台建立了化工工业流程的监控系统，对整个化工物料生产过程进行实时监控，可随时查看其历史趋势曲线。对于生产流程中的异常情况，进行实时报警。1.2 IFIX数据库现状IFIX中的数据分为实时数据库和历史数据库，这两种数据库访问方法不同。对于实时数据库，IFIX的VBA项目中提供了各种IFIX对象，利用这些对象，就可以方便的在VBA中实现对IFIX的控制功能，但是只是能够看到个个数据标签的当前值，没能看出其数据变化趋势等；对于历史数据库，可以访问关系数据库来获得历史数据库。对于这些关系数据库，各种编程语言大多提供了相应的数据控件来访问，在VBA中，通常采用ADO对象模型来访问历史数据库。1.3 本文研究内容本文主要研究的内容为以某化工生产流程监控为背景，应用具有强大功能的IFIX工业组态软件。通过生动直观的画面，对整个生产流程过程进行监控，使其安全稳定的运行。实现了对生产过程数据的实时显示、采集，并利用IFIX连接Access数据库为用户建立一个直观且易于操作的历史数据库。另一方面，提供对历史数据的采集，利用IFIX连接Access数据库为用户建立一个直观且易于操作的历史数据库。通同时还具备历史趋势曲线查询、报警以及数据报表打印等功能。（1）利用ADO控件绑定Access数据库，将IFIX实时数据根据时间读入Access数据库中，并且能够查看读取的实时数据。（2）利用ADO控件绑定Access数据库，连接IFIX历史数据库，将IFIX的历史数据读入Access数据库中，创建历史数据报表。能够查看和删除所有和某时间段读取的历史数据。（3）利用IFIX的图形控件查看历史趋势曲线，直观的看出历史趋势。通过报警一览，查看报警，以便监控。同时制作报表打印功能，将所需数据导入EXCEL表格并打印出来。第二章 用IFIX制作化工合成模型2.1 引言近年来，随着计算机和网络技术的的发展与应用，自动化软件越来越开放和标准化、网络化。IFIX把通用的标准化语言VBA集成在自己软件的开放环境中。VBA与VB极为相似，只是不能编译成可执行文件，这就为众多熟悉VB的用户提供了一个编程环境。用户在VBA环境中编写程序，可以使用DDE,ActiveX控件，ODBC,COM/DCOM等技术。使得自动化软件演变成开放的软件平台，在软件功能不能满足用户特殊需要时，用户可以根据需要进行二次开发。IFIX在VBA编程环境下，通过使用软件自带的图符集，可以模拟现实中的化工过程。通过将数据采集到对应的数据标签，把标签数据显示于图符，可以很直观的对现实的化工过程进行监控。也可以对数据进行查询，以获取想要的数据。还可以对数据进行操作，反馈控制现实的化工过程，使得化工过程安全合理地进行，达到最佳效益。2.2 scu配置在进行制作某项工程前都需要对系统进行SCU配置，这样便能够使得该项工程按照想要的方式运行。进行SCU配置主要需要配置工程的SCADA、路径、报警、网络、任务、报警区域数据库、自动报警管理器和本地启动。其中配置SCADA的目的是选择想要启用的IO驱动器。SCADA服务器(或SCADA节点)运行IFIX的数据采集和数据管理组件，运行节点不允许修改图形画面或过程数据库。配置系统路径能够将工程配置在想要存放的文件夹里，由于IFIX是基于文件形式的自动化软件，各个功能模块都是以文件形式存在，所以文件管理很重要，配置系统路径就便于管理，不易引起混淆。报警配置是将该项工程想要启动的报警项启动，以便监控。网络配置中用户可以与多台计算机进行连接，当然也可以不连接。在与多台计算机连接时，每台计算机对应一个节点，各个节点之间进行通信，数据的传送。任务配置所要配置的是启动该项工程是系统自动启动的应用，分为图标方式、正常方式和后台运行方式。例如启动HTC便能让IFIX将历史数据采集到对应的HTRDATA文件夹下，生成历史数据文件，正常方式启动WORKSPACE后便可以对工程进行编辑。2.3化工画面设计IFIX组态软件自带的VBA脚本为用户提供了一个可视化的编程环境。IFIX还带有许多的图符，比如管道、化学罐。还允许用户根据需求自己编辑图符。IFIX提供的工具栏很丰富，能够满足用户的各类需求。下图是模拟设计的一个简单的化工过程，从一个简单的化工过程能够体现数据的全部操作过程。过程数据来自数据库中的数据标签，每个标签的数据来自其对应的驱动器，同时也可以对驱动器输出数据。上图中化学罐和阀门都是IFIX图符集中的图符，其数据源来自数据库标签，化学罐数据为模拟量，阀门数据为开关量，单击阀门实现阀门的开与关。例如，化学罐1的数据源为标签：Fix32.FIX.WEIXING.F_CV。其设置过程如下图所示：其它数据设置过程于此类似。在实际应用中，其数据真正来源于现实化工数据。通过使用数据连接戳便能把想显示的数据标签数据显示出来。上图是一个极其简单的化工过程，但能够说明数据的流向，对它的数据处理，如实时数据的采集、历史数据库的制作，也具有一定的代表性。图中管道是通过手动制作，IFIX提供了很多工具，制作一些常见的图符是很方便的。在这个运行画面中还有一些打开画面按钮。IFIX为用户提供一些专家，如打开画面专家，为控件提供点击时打开画面脚本，只需设置一下，不需要用户手动编辑脚本，同样可以很方便的实现想要的功能。当然也可以手动给控件编辑脚本，以达到目的。2.4 本章小结本章主要讲了利用IFIX来制作化工模型。首先，要生成一个工程就必须先把工程配置好，于是要使用SCU配置，主要要配置好工程路径、需要的SCADA服务器和需要启动的任务，若需要远程控制，网络配置十分重要。IFIX编辑环境和VB编辑环境极其相似。为方便说明实时数据库和历史数据库的制作，做了一个简易的化工过程，而对于其他更为复杂的过程，只是在此基础上的数量的扩展。第三章 实时数据采集及其实时数据库3.1 引言IFIX作为优秀的工业自动化软件，有着强大的数据采集、数据管理和数据集成能力，但在制作报表方面缺乏足够的、符合中文习惯的数据表格输出功能，虽然提供了水晶报表程序可以输出报表，但操作起来很麻烦，中文处理能力也不理想。Access数据库是广大技术人员熟知的数据库。我们可以使用IFIX内嵌的VBA脚本语言表现程序之间控制Access数据库，制作数据表格。方法是用VB的OLE自动化技术获取Access的控制句柄，从而直接控制Access数据库的一系列操作。利用IFIX与Access数据库的链接，便能将IFIX的实时数据按照时间读入Access数据库，并且可以根据用户需求对数据进行查询和删除等操作。3.2 IFIX数据库定义 IFIX有着强大的数据采集、数据管理和数据集成能力。为方便管理IFIX数据，对IFIX数据库合理的定义是很重要的。 定义IFIX数据库时，首先要选择想要定义的数据标签所在节点，再在这个节点上创建所需要的数据标签，每个数据标签分为很多种数据类型，选择时也要注意。标签I/O地址的设置很重要，一定要根据驱动器的地址进行设置。每个标签都可以设置报警，若需要报警，则在报警选项卡做相应设置。在高级选项卡中可设置“可输出”，这样就可以对驱动器进行写操作，达到反馈控制效果。数据库管理器界面如下：3.3 IFIX组态软件连接Access数据库在iFIX的开放式结构中，数据可以从广泛的数据源取得，如OLE、OPC、ACTIVEX、ODBC和DDE。由于有了真正的客户机和服务器结构的支持，iFIX可以对下列数据源进行读写：第三方应用程序、其它的iFIX数据库、IO驱动器。正因为这一广泛的数据连接能力，赋予了iFIX强大的功能。由于iFIX和Access都支持ODBC标准，可以通过ODBC接口实现SCADA节点和数据库服务器之间的数据通信。ODBC是一个编程接口，它允许程序访问和使用结构化查询语言(SQL)作为数据访问标准的数据库管理系统中的数据。ODBC技术的最大优势是开放的互操作性，通过安装多种ODBC驱动程序，以动态链接库(DDL)的形式使用，可实现访问来自多种数据库管理系统的数据。3.3.1 ADO技术接口实现数据转存ADO是ActiveX数据对象，这是Microsoft开发数据库应用程序的面向对象的新接口。ADO访问数据是通过访问OLE DB数据通过程序来进行的，提供了一种对OLE DB数据提供程序的简单高层访问接口。ADO技术简化了OLE DB的操作，OLE DB的程序使用了大量的COM接口，而ADO封装了这些接口，它是一种高层的访问技术。它具有功能较强、通用性好、效率高、占空间少等特点。随着信息网络化的发展，对数据库的访问宜采用ADO对象模型，已获得更好的性能和更大的灵活性。IFIX是一种功能强大的自动化软件，它将许多先进的技术融于其中。而ADO以其易于使用、功能强、速度快、内存开销低的特点成为现今数据库应用开发的一种潮流，并代表了未来的发展方向。在使用ADO前，必须做一定的准备工作，如进行声明，指定各自的版本，这项工作成为引用。IFIX软件是基于VBA语音的，在IFIX中，ADO的引用是通过代码编辑界面中的工具、引用菜单，然后再相应的对话框中选择需要版本的Microsoft active data objects 选项即可，如图所示：在画面中添加data控件，用以连接Access数据库。双击DATA控件弹出如下图对话框。 在“提供者”选项卡中选择Microsoft Jet 4.0 OLE DB Provider，表示选择连接Access数据库。在“数据库”选项卡中选择数据库文件路径：F:IFIX测试数据库历史数据.mdb。点击测试连接后弹出测试连接成功，则表示连接已建立。在“记录源”选项卡中可以选择要进行的操作，比如SQL语言手动编辑。当然，也可以使用SQL向导，点击“Run SQL Wizard”,根据设置自动生成想要的SQL语句。,如下图所示：使用向导生成SQL语句方便了用户，用户不必要熟悉SQL语句便可以通过点击鼠标生成符合要求的SQL语句。在data控件设置好后，便连接到了Access数据库相应的表格中。如果想要显示数据库的内容，则只需要添加一个Grid控件，将Grid控件绑定DATA控件即可。右键Grid控件，选择“动画”，弹出如下图所示对话框，在“行为”选项卡中作如下设置:3.3.2实时数据读入Access数据库（1）要想把实时数据读入Access数据库，则先要连接IFIX实时数据和Access数据库。下面是利用ADO访问Access数据库源程序：Option Explicit 通用变量声明Dim adcn As New ADODB.ConnectionDim mrst As New RecordsetDim adcn1 As New ADODB.ConnectionDim mrst1 As New RecordsetPrivate Sub CommandButton1_Click() 单击触发函数Dim connect As StringDim connect1 As Stringconnect1 = provider = Microsoft.Jet.OLEDB.4.0; Data source=F:IFIX测试数据库历史数据.mdb 连接Access数据库connect = provider = msdasql.1;data source=fix dynamics real time data 连接IFIX实时数据库adcn.Open connect mrst.CursorLocation = adUseClientmrst.Open select * from fix, adcn, adOpenKeyset, adLockOptimisticadcn1.Open connect1mrst1.CursorLocation = adUseClientmrst1.Open km, adcn1, adOpenKeyset, adLockOptimistic（2）读取实时数据采用按时间读取实时数据，先设置好想要读取的时间长度，按确定键便开始读取实时数据。程序如下：Dim i As IntegerDim a(10000) As DoubleDim dat1 As Date 读取后的时间Dim dat2 As Date 读取前的时间Dim n As Integer 时间间隔总秒数i = 0a(0) = 0mrst.MoveFirstn = TextBox5.Text * 3600 + TextBox6.Text * 60 + TextBox7.Textdat1 = DateAdd(s, n, Now) dat2 = NowIf MsgBox(确定要读取？, vbYesNo, 测试2) = vbYes Then 弹出对话框，点击确定进行下面操作，点取消跳出函数Do Until dat2 = dat1 循环读取，直到时间到了a(i + 1) = Fix32.Fix.WEIXING.F_CVIf a(i) a(i + 1) ThenWith mrst1 with语句将数据对应读入km表中.AddNew !化学罐1 = Fix32.Fix.WEIXING.F_CV!化学罐2 = Fix32.Fix.节点1.F_CV!收集罐 = Fix32.Fix.节点1.F_CV + Fix32.Fix.WEIXING.F_CVIf Fix32.Fix.开关3.F_CV = 0 Then 判断阀门1是开还是关!阀门1 = CLOSEElse!阀门1 = OPENEnd IfIf Fix32.Fix.开关2.F_CV = 0 Then 判断阀门2是开还是关!阀门2 = CLOSEElse!阀门2 = OPENEnd If!时间 = Now.UpdateEnd Withi = i + 1End Ifmrst.MoveFirstdat2 = NowLoop 循环End Ifmrst.Closemrst1.Closeadcn.Closeadcn1.Close通过上面的程序便可以将实时数据读入数据库的表km中。并且可以在Grid控件中显示出来，如下图所示：在Access数据库的表km中这些数据也已经读入。这样就实现了实时数据和Access数据库的连接，实时数据库的初步建立。3.4 实时数据处理 上面已经初步创建了实时数据库，但仅这样是不够的，我们还需要一些设计，方便用户操作这个数据库。最为常见的就是记录的查询和删除。3.4.1按时间段查看记录 当实时数据渐渐变多，想要查看某些数据时，查找起来很不方便。所以需要一个查询按钮实现这一功能，以方便用户。常见的查询方式是按时间查询。 在画面中添加两个DTPicker控件，分别用于设置要查询的起始时间和结束时间。DTPicker控件的时间格式可以使用系统给的3种格式，但也可以自定义格式，一般我们选择的格式为“yyyy-MM-dd HH：mm：ss”，其中要注意几点：1.月份的M要用大写，而分钟的m要小写；2.小时的H如果大写则表示是24小时制，小写就是12小时的，分钟的m要用小写。如下图： 设置好DTPicker控件后，使用按钮，给按钮编辑脚本，采用SQL查询语句便能很方便的查询到想要查询的记录。脚本如下： Private Sub CommandButton6_Click()Me.vxData1.AutoRefresh = True 自动刷新vxData1.QP1 = Format(DTPicker1.Value, yyyy-MM-dd hh:mm:ss) 设置起始时间vxData1.QP2 = Format(DTPicker2.Value, yyyy-MM-dd hh:mm:ss) 设置结束时间Me.vxData1.SQLCommand = SELECT km.时间,km.化学罐1,km.化学罐2,km.阀门1,km.阀门2,km.收集罐 FROM km WHERE km.时间 = ts QP1 and km.时间 = com1 And com = ts QP1 and xm.时间 = ts QP2其中QP1和QP2对应起始时间和结束时间。查询效果如下图所示：而删除则要用到Delete方法。将时间介于两个DTPicker时间之间的记录删除掉。删除效果如下图所示：由图可见介于两DTPicker之间的数据都已被删除。4.4 本章小结本章介绍了采用ADO技术将IFIX中的历史数据成功转存到Access数据库中的方法。通过连接IFIX历史数据库将数据成功送到Access数据库中。采用ADO的Recordset方法进行了一些基本操作，如数据的查询和删除。本章的关键在于连接IFIX的历史数据库。只要能把所需的所有数据连接起来，数据的传说路径通了，接下来的事情就好办了，只是数据的处理问题了。第五章 IFIX报警、历史趋势曲线及其报表打印5.1 引言 为了确保生产现场安全运转，避免不必要的事故和损失，需要监控系统严格监视各项运行参数。IFIX提供的报警系统将会自动发出报警，并记录报警时间、报警类型、报警点名称及报警值等，以便操作人员进行查询。系统设计中设计了当前报警和报警一览画面，可通过画面中的报警选项查看当前的报警点，不同级囊的报警采用不同的颜色显示。iFIX中包括有历史数据库和实时数据库。实时数据库注重数据标签点的设置说明，包含所有在iFIX数据管理中定义的数据点；iFIX历史数据库注重数据标签点的存储时状态，仅包含定义了历史数据存储的数据点。一般情况下，被组态软件设置为历史数据存储的标签点是监控系统中重要数据点，所以可以直接从iFIX历史数据库中提取保存的标签点作为历史和实时曲线的标签点。IFIX提供的数据报表功能，便于操作人员查询当前系统数据和历史数据。在IFIX软件中，可以使用微软的Excel方便快捷的制作数据报表。制表软件与iFIX历史数据库进行数据连接并在相应表格中写入计算公式，使对应表格输出的数据达到预期要求。IFIX提供的这一数据报表功能，可以自定义表头及自动生成报表时间。历史数据报表的打印文件利于操作员进行参数归档和查询，以及对系统的运行情况进行及时的比较和分析。5.2 IFIX报警在IFIX系统中，报警是很重要的一个环节，关系到数据的安全与合理性，同时也关系到实际化工过程的安全与效益。在IFIX数据库定义中为每个标签都设有报警选项卡，可用于设置该数据的报警的一些基本信息。在工具栏中，我们可以选择报警一览控件来实时监控报警信息。在使用报警一览时要设置报警一览，根据自己想要的效果进行设置，如下图所示：设置好报警一览后可以试运行一下，报警一览栏中会出现报警，如下图所示：5.3 历史趋势曲线通过对历史趋势的分析，有助于掌握生产指标的变化趋势，并及时做出调整，以提高生产效率。可以将系统中的多个标签点数据做在同一幅历史趋势画面中，以便对这两个工作参数进行比对，主动而及时的掌握各参数的变化情况、监视生产过程。在该历史趋势界面上，可以观察从当前时间到过去若干天的所有已添加进历史定义标签的历史趋势，查看过去任一时问段的历史曲线和相应的数据。坐标轴具有缩放功能，可通过选择缩小或放大曲线，以获得清晰的数值；还可以通过拖动时间光标轴，查找某一时刻所对应的数值。各参数的曲线以不同的颜色显示，其颜色可以进行修改。实时趋势曲线反映了系统数据在当前时刻的瞬时值及参数的变化趋势，可以对现场采集的模拟量作出相应的实时趋势表格。在工具栏中选择图表，在画面中适当放置图表。双击图标后，进入图表设置对话框：在图标选项卡中我们先设置要显示的数据标签，如下图中的Hist.FIX.WEIXING.F_CV。其中Hist说明是历史数据。如果是Fix32则表示是实时数据。下面的“笔”选项卡选择曲线样式，比如颜色、线条粗细、标签样式。在“时间”选项卡中选择时间轴起始时间、时间间隔等。设置好数据标签后运行下，结果如下：设置了2个标签，他们的数据曲线以不同颜色显示出来了。5.4数据报表的打印在IFIX软件中，可以使用微软的Excel方便快捷的制作数据报表，再通过制作的Excel报表很方便的打印出来。 5.4.1 创建EXCEL报表 创建Excel报表前先连接Excel，连接方法和连接Access数据库方法类似。5.4.4 打印报表5.5 本章小结第六章 展望参考文献1 Toner J, Tu Y. 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