摘 要：本文通过iFIX工控组态软件在油田计量站自动化系统中的成功应用实例，阐述了iFIX的基本功能，以及应用iFIX系统进行组态的过程、经验和体会。
关键词：iFIX; 组态软件; 控制系统
随着科学技术的不断进步，在我国各大油田的计量站中，生产自动化的程度要求越来越高，控制系统得到了广泛应用。在这种形势下，对于一个自动控制系统而言，不但要求其现场控制器具有高可靠、高精度和全分散的特点，而且也要求其上位机软件具有强大的功能和友好的人机交互界面。而iFIX工业自动化软件，由于具有良好的开放性、安全性以及扩展性，能够很出色地满足分布式监控和数据采集（SCADA）系统的模块化、分布式的技术要求，因而成为工业自动化领域最流行的工控组态软件之一。
一、iFIX简介
美国Intellution公司于2000年推出了工业界第一套完全集成组件对象的自动化软件Intellution Dynamics TM,该软件的推出使工业控制领域的自动化软件水平进入了崭新的时代。Intellution Dynamics的核心技术被称为iCare,是基于开放式、集成和组件化结构的技术，提供对网络和因特网上的第三方应用程序的无缝集成，可实现真正的分布式客户/服务器网络体系。iFIX软件是Intellution Dynamics软件家族中的主要成员之一，可作为一个“进入过程的窗口”，并提供实时数据给操作员及软件应用。为追求系统的稳定性以及易扩展性，iFIX软件只支持Windows NT/2000/XP操作系统。
二、iFIX的基本功能
iFIX软件是以SCADA（supervisory control and data acquisition）组件为核心。SCADA的基本功能是数据采集和数据管理，保证数据的完整性，并且提供完整的分布式网络功能。
数据采集就是从现场下位机获取数据并将它们加工可利用的形式。iFIX也可以向现场下位机写数据，这样就建立了控制软件所需要的双向连接。IFIX通过OPC（OLE for process control）方式来获得和利用现场数据，OPC是一个具有公用接口的客户/服务器模块，它允许iFIX与标准的对象、方式和属性通信。IFIX不需要用特别的硬件来获得数据，而是通过一个I/O驱动器的软件接口同已经存在的I/O设备直接通讯。在大多数情况下，iFIX可以使用现场已经装配的I/O硬件来工作，即使在现场的同一网络上使用不同厂家的I/O设备，I/O驱动器都可以兼容它们，这在现场应用中显得尤为重要。
数据管理包括通过扫描、报警和控制程序（SAC, scan alarm control）从驱动程序映像列表（DIT, diver image table）中读取数据，对数据进行处理，再将数据传送到过程数据库（PDB, process data base）以及通过建立SQD和SQT触发器把采集的数据存储到数据库（如：ORACLE）相应的表中，来进行对数据的统计、分析。
三、iFIX的人机接口
HMI（human/machine interface）是iFIX软件的另一个重要组件，它具有强大的图形编辑功能。iFIX采用Intellution Workspace作为HMI。Intellution Workspace是iCare的一个重要组件，它以直观的界面把所有的系统组件都集成在一个单独的开发环境（IDE）中，具有Microsoft Explorer界面风格。无论是开发程序、安全组态、数据库访问，都可以在Intellution Workspace中完成，甚至直接嵌入OLE应用程序。
Intellution Workspace特有的动画向导、智能图符生成向导等强大的图形工具方便了系统开发，标签组编辑器大量节省系统开发时间。Intellution Workspace内置了易学易用的VBA（visual basic application）,使得无论是控制系统的设计人员，还是应用人员都能很快上手。同时，支持标准的ActiveX技术，使得用户可以轻松地为自己的应用程序开发各种网络多媒体功能。
利用SCADA和HMI组件，可方便实现过程监控、报警、数据采集、报表等功能。
四、iFIX软件在油田计量站自动化系统中的应用
1、总体设计
在华北油田某采油厂自动化系统中，分为二级。一级为下位机系统，即计量站自动计量控制器（RTU）和现场仪表，用来完成现场数据采集、计量监控、结果上传等功能。
RTU通过2.4G扩频电台与中控室SCADA上位机系统通信，实现数据无线远程传输。
其网络拓扑结构见图一：
图一
其中SCADA服务器和SCADA客户机实现对现场生产的监控。安装iFIX应用组态软件，实现对现场设备的监控。同时，安装双机热备系统，实现双机热备。DMS服务器安装数据库和管理信息系统，用来存储数据和对数据进行分析。
2、组态过程
第1步：根据一级下位机系统的特点，配置所需要的I/O驱动程序，由于RTU支持的协议是Modbus,所以选择安装MBE（Modbus Ethernet）驱动程序。
第2步：系统配置。在Workspace环境中，启动系统配置模块SCU，完成网络配置、I/O驱动程序配置、数据库配置、系统驱动参数及初始化任务配置、文件路径配置、SCADA配置、报警配置等。
第3步：数据块建立。根据Modbus协议和下位机RTU的特点，建立数据块。用数据块从RTU中的I/O地址中采集数据。
第4步：图形组态。根据现场工艺流程，生成监控画面。
第5步：动画对象。即建立设备图形与过程数据库之间的动态连接，实现实时监控和报警功能。首先定义数据源变量，包括iFIX数据库变量、从I/O地址采集的实时数据、一个图形或对象的属性值、全局变量、OPC数据等。然后基于数据源的一个变量，动态地改变对象的属性。
第6步：系统调试。使用iFIX自带的仿真库SIM对系统进行调试，如系统不满足设计要求，则重复第4步和第5步。
第7步：现场调试。首先检查系统所有设备的驱动程序映像列表，确保系统现场设备输入、输出的正确性;然后检查系统所有设备图形与过程数据库的正确连接，直到全部正确为止;最后，调试系统控制逻辑的正确性，直到满足用户要求为止。
3、经验与体会
①安全设计 自动化控制系统在工业生产中，安全非常重要，因此，控制系统的安全性设计非常重要。首先计算机中安装WINDOWS NT/2000操作系统，并且对用户实行身份认证、权限控制和审计跟踪。然后，SCADA系统采用双机热备方式，SCADA服务器和客户机安装双热备系统，保证至少有一台计算机正常运行。其次，iFIX可以通过设置以安全级别为基础的各种用户，在应用程序层面对操作员的操作权限进行控制，禁止越权操作。同时，也可以对运行环境保护，对〈Ctrl〉〈Alt〉〈Del〉快捷键的使用，任务切换，标题栏和菜单栏的使用，右键弹出菜单等全部予以禁止。
②报警设计 在控制系统中，因为现场无人职守，所以报警信息尤其重要，操作员根据报警情况，来组织安排生产。iFIX提供了报警系统，报警系统可用于生成、显示、存储报警和信息，并将报警和信息发送到网络上的任意节点，与iFIX相连的打印机、磁盘文件、报警概要显示、报警历史窗口以及多媒体报警系统，把控制系统中目前存在的故障，按故障发生时间、级别排序、登记在数据库中，并在计算机上显示，对操作人员工作响应的故障，可按键屏蔽报警声音，未响应的故障持续发出声色报警，并用红色进行闪烁指示。
五、结束语
在华北油田，我公司应用iFIX软件开发的SCADA系统，已经得到广泛的应用，其画面生动逼真并且贴近现场、操作简便安全、报表打印灵活方便、安全性可靠等诸多优点得到了用户的高度好评。
参考文献：
1、 美国Intellution公司 iFIX 2.5 electric book.
2、 汤子瀛、哲凤屏等 计算机网络技术及其应用 成都 电子科技大学出版社