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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 汽車連接器

GE Fanuc的iFix在燃氣行業(yè)中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2022-04-27 點擊率：126 品牌：Fanuc

摘要：本文主要闡述iFIX組態(tài)軟件在襄樊大明燃氣公司SCADA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

　　襄樊大明天燃氣公司SCADA系統(tǒng)是襄樊大明天燃氣公司生產(chǎn)運行系統(tǒng)的有機組成部分，完成對燃氣輸配設(shè)施進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及運行管理。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　概述

　　襄樊大明天燃氣公司SCADA系統(tǒng)由調(diào)度中心、通信系統(tǒng)、遠程站和現(xiàn)場儀表組成。

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

　　遠程站有6種類型共30個，完成所在站的數(shù)據(jù)采集、控制、連鎖保護、計量、通過通信系統(tǒng)向調(diào)度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)等任務(wù)，可以獨立完成自己站點監(jiān)測和控制工作。
系統(tǒng)設(shè)計采用有線與無線結(jié)合通信方式，有線通信采用光纖方式，無線通信系統(tǒng)采用GPRS。
遠程站RTU設(shè)計采用目前國際上最成熟先進的、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、計算機及通信前置機之間通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，可以傳輸實時監(jiān)控數(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/手動切換。

　　調(diào)度中心的組成

　　服務(wù)器

　　兩臺服務(wù)器，是SCADA系統(tǒng)的核心，采集各站的過程數(shù)據(jù)，擔負著整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的管理、網(wǎng)絡(luò)管理等重要工作，兩臺服務(wù)器采用雙機冗余的形式。

　　磁盤陣列機

　　為了保障數(shù)據(jù)存儲的安全性，使數(shù)據(jù)的存儲與操作系統(tǒng)分離，調(diào)度中心配備一臺磁盤陣列機，采用RAID 磁盤陣列，每臺服務(wù)器通過SCSI卡與磁盤陣列機相連，采用群集管理方式，存儲系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。

　　GPRS轉(zhuǎn)發(fā)站

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

　　操作員工作站

　　操作員工作站通過局域網(wǎng)與服務(wù)器進行通信，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。操作員工作站通過直觀友好的用戶界面，實時顯示管網(wǎng)運行情況，接受用戶提出的信息查詢、數(shù)據(jù)庫檢索、圖表分析、報表輸出等任務(wù)。調(diào)度人員可以通過操作員工作站的人機界面全面地了解整個燃氣管網(wǎng)的運行狀況并下達調(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）

　　通信處理器是無線廣域網(wǎng)（WAN）與計算機局域網(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RTU來的數(shù)據(jù)提供了進入LAN的連接，可以直接使用現(xiàn)場的數(shù)據(jù)來進行定單管理、客戶服務(wù)、調(diào)度及其它運作。

　　軟件功能設(shè)計

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

　　調(diào)度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件是整個系統(tǒng)運行的核心。系統(tǒng)在運行中，SCADA服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控門站、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)燃氣參數(shù)進行直觀顯示外，還具有各種報警功能，直接利用多媒體技術(shù)提示。另外系統(tǒng)還可對各種必要的燃氣參數(shù)進行存儲、統(tǒng)計，產(chǎn)生調(diào)度人員所需的各種統(tǒng)計報表，能夠十分方便的打印出來。

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)種類存入各種數(shù)據(jù)庫，操作人員可隨時對這些數(shù)據(jù)進行查詢、檢索、統(tǒng)計、制表和繪制曲線。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)據(jù)歷史庫和報警歷史庫。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

　　為了提高系統(tǒng)可靠性，保障系統(tǒng)長時間安全穩(wěn)定地運行，在選用高可靠性設(shè)備的同時，調(diào)度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計采用多級冗余熱備的設(shè)計模式。

　　硬件冗余

　　兩臺實時數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余熱備，當主要實時數(shù)據(jù)服務(wù)器故障時，備份實時數(shù)據(jù)服務(wù)器將接替主要實時數(shù)據(jù)服務(wù)器完成全部工作
　　通信前置機分為兩臺。兩臺通信前置機互為熱備，主通信前置機完成與遠程站的通信工作，備用通信前置機實時監(jiān)測主通信前置機工作，當主通信處理機故障時，備用通信前置機上升為主要通信前置機，接替通信工作
　　調(diào)度中心磁盤陣列機采用RAID磁盤冗余陣列

　　軟件冗余

　　包括驅(qū)動程序和SCADA軟件的冗余。

　　驅(qū)動程序的冗余主要是指驅(qū)動程序的熱備方式。本系統(tǒng)采用的MGT OPC Server for iFix是支持Motorola MOSCAD RTU)的OPC I/O驅(qū)動程序，運行時，主OPC SERVER FOR MGT負責通過掃描無主RTU，備OPC SERVER FOR MGT并不對RTU發(fā)送掃描命令，只是與主驅(qū)動程序同步接收RTU上傳的數(shù)據(jù)。同樣數(shù)據(jù)控制輸出由主驅(qū)動程序完成，數(shù)據(jù)控制輸出不會發(fā)送到備驅(qū)動程序，即使發(fā)送到備驅(qū)動程序，也不會被執(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：實時、歷史、報警同步、控制輸出的唯一性等幾個方面。也就是說主SCADA是監(jiān)視和控制的唯一的數(shù)據(jù)源，操作員站必須通過主SCADA進行監(jiān)視和控制；備SCADA必須保證同主SCADA的實時數(shù)據(jù)同步。

驅(qū)動程序的切換和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有任何保障。冗余軟件DUALSCAD

　　負責設(shè)置SCADA軟件的主備狀態(tài)和驅(qū)動程序的主備狀態(tài)，保證主SCADA和主驅(qū)動程序在同一SCADA節(jié)點上是一致，避免出現(xiàn)同一SCADA節(jié)點上出現(xiàn)SCADA軟件狀態(tài)和驅(qū)動程序狀態(tài)不一致的情況。

數(shù)據(jù)庫采用的是SQL2000群集管理方式。

　　本系統(tǒng)中，兩個服務(wù)器采用Windows Server 2003企業(yè)版，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000企業(yè)版，外加一共享磁盤陣列，為了保證在一個時刻只有一個服務(wù)器在讀寫RAID磁盤，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，兩臺服務(wù)器就能輕松實現(xiàn)群集配置，SQL Server 2000（節(jié)點服務(wù)器A和B）互為熱備地對外提供服務(wù)，充分利用了服務(wù)器68硬件資源，大大提高了整個系統(tǒng)的可用性。

兩個服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成了一個提供服務(wù)的整體。當群集中的一個節(jié)點失效，另外一個可以通過失效切換的過程接替失效節(jié)點上運行的應(yīng)用程序。同時，由于應(yīng)用程序和客戶端所需要的數(shù)據(jù)是存儲在共享的RAID磁盤，在失效切換的過程中共享存儲的訪問控制權(quán)也由失效節(jié)點切換至運行節(jié)點上，客戶端和應(yīng)用程序可以通過共享存儲設(shè)備繼續(xù)訪問必要的數(shù)據(jù)。這樣，通過群集，可以實現(xiàn)在一個服務(wù)器節(jié)點失效的情況下，仍然可以提供數(shù)據(jù)訪問和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的正常運行，從而保證了歷史數(shù)據(jù)的完整性以及客戶端的正常運行，實現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性和可靠性。

　　遠程客戶瀏覽

　　本系統(tǒng)采用 iClientTS來實現(xiàn)WEB發(fā)布的，是具有iClient功能的 Internet 瘦客戶端方案，是一個運行在Terminal Server上的全新的客戶端軟件，它實際上就是一個客戶端的終端服務(wù)形式，用戶以遠程桌面的形式訪問該應(yīng)用程序。

　　Windows Server 2003終端服務(wù)器可用來管理每個客戶遠程登錄的資源，它提供了一個基于遠程桌面協(xié)議（RDP）的服務(wù)，使Windows Server 2003成為真正的多會話環(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。

　　當遠程的用戶通過IE瀏覽器運行它時，它可以為不同的客戶端同時運行幾個不同的進程，用戶通過瀏覽器可以看到標準的iFIX應(yīng)用畫面。

　　結(jié)束語

　　襄樊大明天然氣公司SCADA系統(tǒng)是一個典型的遠程實時監(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、實時掌握系統(tǒng)運行參數(shù)和管網(wǎng)運行工況，進行綜合分析、優(yōu)化調(diào)度，編制合理、經(jīng)濟的供氣方案，使整個供氣管網(wǎng)在最經(jīng)濟、最合理的情況下運行，以滿足工業(yè)及民用的需要。

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