浅析iFIX与PLC的通信及其在电力生产中的应用

浅析iFIX与PLC的通信及其在电力生产中的应用

张桐

（山西大唐国际运城发电有限责任公司044602）

摘要：PLC是一种专门进行数字运算操作的电子装置，又叫可编程逻辑控制器。iFIX是一种工业自动化组态软件，适用于各种工业场合中的设备检测、监控和设备自动化控制。这两项技术都广泛应用于当前工业的各个领域，通过对工业运行过程的实时监控和控制，保障了生产过程的安全性，同时也提高了工业设备生产的稳定性、可靠性和实效性。目前许多电力企业都普遍应用了这两种技术，在一定程度上提高了生产效率，对电力工业的发展也起到了非常重要的作用。本文笔者依据多年的工作经验，对iFIX与Siemens、GE、ModiconPLC的通信以及它们在电力生产中的应用展开具体分析，旨在供同行交流研究。

关键词：iFIX；PLC；电力生产

iFIX是由美国Intellution公司开发研制的工业自动化组态软件；以PLC作控制系统的下位机，PLC（pro-grammablelogiccontroller）的全称是可编程逻辑控制器。对于控制系统的实时性、可靠性及稳定性等而言，上位机与下位机之间的通信是十分重要的。OPC（OLEforProcessControl）、Modbus、以及ModbusTcp/Ip技术在上位机与下位机之间提供了一系列标准的方法和接口，提高了整个系统的可扩展性。工业以太网与普通以太网兼容，通过工业以太网可以提高控制系统的自动化与信息化水平。

一、PLC

1、PLC的定义及其发展

PLC是ProgrammablelogicController的简称，直译的话，可被译作可编程逻辑控制器。PLC是一种被用于数字运算操作的专门的电子装置。回顾PLC的发展，应当始于1969年。这一年，美国数字设备公司即DEC公司研制出了一种控制装置，这种装置基于集成电路和电子技术的基础。在这个装置中，也首次采用了程序化的手段，并应用于电气控制，第一代可编程序控制器诞生了。这个历史上的一代可编程序控制器被称作ProgrammableController（PC），最初应用于GM即通用汽车公司[1]。

2、PLC的组成及应用

PLC系统的组成部分主要由四个，它们分别为：cpu模块、输入模块、输出模块以及编程装置。由SIEMENS即德国西门子公司生产的S系列可编程序控制器在也已经被广泛地应用于我国，无论在冶金、化工还是在印刷生产线等领域都有这个可编程序控制器的应用。由德国西门子（SIEMENS）公司生产的PLC产品有很多系列，包括LOGO、S7-200、S7-300、S7-400以及工业网络、HMI人机界面和工业软件等都属于这个系列[2]。

二、iFIX

1.iFIX的定义

iFIX是由美国Intellution公司开发的工业自动化组态软件，所谓组态的概念来自configuration，是指使用软件工具对计算机软硬件资源进行配置，达到使计算机按照预先配置，自动执行任务，满足使用者要求的目的。组态软件是一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动化控制系统监控层的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发环境和简洁的使用方法，通过调用内部预置的软件模块，可以方便的实现监控的基本功能。目前，主要的组态软件包括有：InTouch、iFIX、Citech、WinCC、组态王、Controx（开物）、Force－Control（力控）等。其中，iFIX组态软件集中了控制技术、网络术、数据库技术及人机交互界面技术，软件功能强大，组态灵活方便，采用许多工业标准技术，保证其开放性和扩展性。

iFIX，只是一个WindowsH-MI/SCADA组件，这个组件基于GEFanuc自动化软件产品家族。不同于PLC，在iFiX中，Intellution的产品和Microsoft的操作系统以及网络被进行了紧密的集成。具体说来iFIX的内部就是一个技术核心，这个核心能够提供分布式结构。像ActiveX、OPC、VBA以及组件对象模型（COM）一样，iFIX的开发基础是标准技术[3]。这些标准技术都是提供第三方应用程序的简单集成，而这些集成都是在广泛的局域网和互联网基础上实现的。通过这些简单集成能够使数据的共享得以实现。

2.iFIX的设备连接

一个工厂要实现数据采集，系统的设备连接是首先需要解决的问题。iFIX可以提供方便的连接方式，通过应用这个方式，一个工厂与可以实现与世界上各种知名设备连接的目的。同时，iFIX能够提供通讯程序的开发工具包，而只有通过这个工具包，用户才能将自己自行开发的一些非标准设备实现和iFIX监控系统的连接。下面就设备连接，笔者作一简述：

（1）连接设备类型

可以与iFIX连接的设备有许多种类，DCS、PLC、控制器、远程模块就是这些种类中的主要类型，除了这些，还有现场总线设备、条码阅读器、智能仪表以及称重仪也都可以。另外，其它计算机系统或者特殊设备也可以实现和iFIX的连接。由此可见，iFIX的连接功能实在很强大。

（2）连接方式

要说连接，不得不说连接方式。要实现iFIX和设备的连接，方式也有很多，概括起来，主要有如下三种：第一，通过串行口连接；第二，通过工业网络连接；第三，通过标准以太网连接。除了这三种之外，还有一些其它方式，像电话拨号、微波设备以及无线电传输或者专线连接等都可以的。

（3）需要用到的iFIX驱动程序

想实现iFIX的运行，自然需要用到驱动程序。根据开发工具的不同，iFIX驱动程序可分为两种，其主要是6.x版本以及7.x版本。除了上述两种主要程序，也可以使用第三方驱动程序和OPCServer。Intellution并不专一，它有大量的CAP即自动化合作伙伴[4]。这些伙伴在工程中为iFIX进行了大量商品化驱动程序的编写，当然也包括OPCServer。

三、PLC–Siemens及其应用

1.关于PLC-Siemens

PLC–Siemens：SIE：在应用时需要注意如下程序，即首先需要连接串行通讯模块CP525，这个连接要通过串行口进行。在连接时，支持3964R协议。除了这个连接，也可连接其它西门子设备。当然，这些设备的连接是有条件的，即同样支持此3964R协议。在连接西门子S7系列PLC时，S_7：支持三种方式，这三种方式分别是工业以太网（H1）、Profibus（L2）和标准以太网（TCPIP）[5]。

2.PLC与iFIX及Siemens、GE的结合

在当今科技条件下，自动化正越来越发展，在自动控制系统中，PLC也被越来越多地用到。伴随着其应用的增多，控制系统功能也越来越强大，并且越来越齐全。其主要体现在：不但能和多类现场仪表和设备进行连接，而且在这个过程中，很多通讯功能也能实现了，比如RS232、RS485以及DP、和以太网等等。以PLCS7-300等系统为例，不但能与很多上位机软件实现很好的通讯，（这些上位机软件包括Intouch、Wiscon、IFIX、组态王以及天工组态等），更为诱人的是，这些组态还非常的简单、方便、易通。应用方便，加上能实现大小规模控制及监控等多种功能，因此深受人们的喜爱。

在远程通讯中，IFIX与西门子S7-300系统的连接被很好的结合起来加以运用了。这种运用也使远程通讯变成了现实，不但很多人力、物力以及时间、资金被节约了，而且，系统的稳定性也更为强大了。因此可以说，有机结合PLCS7-300和IFIX，不但使远程通讯控制真正地得以实现，而且实现了远程通讯的方便、快速，既节约了公司的资金成本，也在很大程度上节约了时间。目前各种PLC、智能仪表和工控软件就已经被大量应用在工业控制现场，比如SIEMENS，ABB，MITSUBISHI，OMRON，MODICON等公司的PLC工业组态软件就有数百种，包括组态王、力控、iFix等。

3.IFIX与OPC服务器的数据交换原理及实现

实现IFIX与OPC服务器进行数据交换的关键是设置IFIX的数据驱动器为OPC驱动。IFIX组态软件具有友好的用户界面、图形化操作、以及良好的通用性等特点成为很多用户首选的人机界面工具。IFIX通过OPCI/O驱动器连接OPC服务器，OPCI/O驱动器提供IFIX访问服务器对象的接口。并通过对服务器对象中组对象的操作，来存取设备寄存器单元的数据。

OPC服务器对象拥有服务器的所有信息，同时包容了组对象，客户应用程序通过OPC接口访问OPC服务器，但客户端不是直接访问OPC服务器，而是通过对OPC服务器对象的访问与OPC服务器交换数据。组对象拥有本组的所有信息，提供了客户组织数据的一种方法，也包容了OPC数据项，客户可对之进行读写，还可设置客户端的数据更新速率。当服务器缓冲区内数据发生改变时，OPC将向客户发出通知，客户得到通知后再进行必要的处理，而无需浪费大量的时间进行查询。OPC数据项是服务器端定义的对象，通常指向设备的一个寄存器单元，OPC客户对设备寄存器的操作都是通过其数据项来完成。但是OPC数据项并不提供对外接口，客户不能直接进行操作，所有操作都是通过组对象进行的。这样既提高了数据存取的速度也易于功能扩展。完成以上配置并且通过监视打开IFIXyOPCPowerTool，连接本地服务器，在打开的OPCDrive中选择需连接的服务器OPCSimaticnet。根据在OPCScout中对服务器的配置定义相应的组对象名、项目名。定义完毕后启动驱动器可以监视OPCDrive与OPCServer的通信。在IFIX的数据库管理器中依据OPCDrive定义相关变量、正确的书写数据的地址信息，在IFIX画面的数据连接中连接变量或通过VBA语句实现对数据的读写操作等，运行IFIX的相关程序就实现了组态软件与OPC服务器的通信。

结语：

本文主要研究了iFIX与PLC的通信及其在电力生产中的应用。首先分别具体介绍了PLC与iFIX的定义、组成、连接方式以及应用，然后又介绍了PLC-Siemens的概念，在此基础上分析了PLC与iFIX及Siemens、GE之间的结合，总结了这两种技术在电力工业中的应用，希望在深入了解这两种技术的基础上可以将这些技术的功能发挥到最大，从而促进我国电力企业的更好更快发展。

参考文献：

[1]陶峥，陈曾汉.基于OPC及工业以太网的iFIX与PLC的通信[J].计算机工程与设计，2009，08：2064-2066+2070.

[2]朱晶，齐向东.基于OPC、Modbus以及ModbusTcp/Ip的iFIX与PLC的通信[J].电子器件，2013，02：260-264.

[3]林丽燕.iFIX与ABPLC的通讯配置[J].工业控制计算机，2011，03：24-25.

[4]郑飞.PLC和iFIX在化工过程自动控制系统中的应用[J].工业控制计算机，2007，04：83+85.

[5]郑连钢，徐田龙.基于OPC技术的iFIX与S7-200PLC的通讯实现[J].自动化技术与应用，2013，05：70-72.