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1 iFIX组态软件简介
iFIX是美国Intellution公司开发的运行于NT&2000的新一代大型组态软件。它以iCORE为核心，完全基于开放组件技术的自动化软件。与FIX相比，它具有下列显著特点：①以VBA作为脚本语言。VBA是一种与VB有相似语法的脚本语言，在VB中开发的代码几乎可不加修改地在VBA中使用，这使得用户非常容易地实现各种复杂的采集和控制任务；此外iFIX内嵌的VBA是多模块多层次的，既有全局的又有具体工程的，这使得用户开发代码的长度显著减少且层次清晰。②完全基于对象的开发环境。iFIX第一个组态部件都被 认为是一个对象，并且每一个对象都有属性和方法。③VisiconX集成的iFIX中。

2 基于iFIX生产调度系统的体系结构
在大型钢铁企业中，由于每个部门在不同的时间段煤气、蒸汽、水和电的需求量一般是不一样的。协调各个部门之间的煤气、蒸汽、水和电的供应量是相当重要的。
基于iFIX的生产调度系统的内容主要包括气、汽、水、电的自动监测和控制。在本系统中，由于测点多（在本系统中有500多个测点）、分散广（最远的测点达10公里）、测量精度要求高（要求精确度千分之一），所以在底层所有测量前端采用高可靠的分布式远程智能I/O网络——893通讯网络连接起来构成系统的底层商量控网络。在上层利用企业内部的100Mbps以太网，把iFIX服务器、总调监控站、计控监控站、动力监控站、Web服务器连接起来，使得企业的不同部门随时浏览和监视当前或历史的各个测点的运行状态。通过Web服务器还可把测点的数据和曲线发布到Internet上，实现远程监视和控制。
基于iFIX的生产调度系统的结构图如图1所示。监控级各监控站及服务器以太网连接。

3 iFIX生产调度系统的硬件配置
在本系统中配置了5台工控机、10台893模拟量智能监控前端、5台网络中继器、3块893网卡、一台调制解调器、1万5千米893网络电缆和5万米信号电缆。每台前端有20路输入输出通道，每个通道连接到现场测量仪表或控制设备上。 这些前端通过893电缆和插在工控机PC插槽上的893网卡连接在一起。这样893网络按照协议定时采集各台前端所有通道的数据，并把这些数据提时存储在893网卡中，随时准备让主机读取。
在这些配置中，893-IDCB系列智能测控前端是实现本监控系统的关键硬件技术。其主要特点如下：①高度智能化、功能强。②高可靠性、抗干扰能力强，测量精度高。③测控前端采用了全密封的模块化结构形式，适合于恶劣的测控环境。④品种全。详见参考文献[2]。它们的基本结构如图2所示。

4 基于iFIX的生产调度监控系统的主要功能
基于iFIX的生产调度计算机监控系统具有强大的监视、控制和管理功能，不仅能够实时地显示现场监控设备的各种数据，而且还把数据的变化以动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、趋势曲线、成组显示、历史记录、报表打印等功能。通过此生产调度系统，协调各个部门之间的煤气、蒸汽、水和电的供应量是非常方便的。
（1）工艺流程图监控
在本系统中的测点分为4大类：煤气、蒸汽、水和电度。根据信号类型和分布区域绘制了十幅流程图。在这些流程图上现场设备的地理位置、工作状态和仪表数据都以有够在流程图上形象、直观地显示出来。若现场仪表的工作状态或者测量的数据发生了变化，则在流程图上也实时地发生相应的变化。
（2）实时报警
对每一个数据块用户都设置了下限、下下限、上限、上上限报警值，一旦采集的数据超过了规定的限值，就发生报警，喇叭和记录闪烁同时提醒用户，直到被确认。与此同时，系统自动把报警记录的开始时间、终止时间、持续时间等转存到报警历史数据库中，供用户将来查看。
（3）实时、历史数据和实时、历史趋势曲线成组显示
通过选择不同的测点组，操作员可浏览在任意测点的当前数据的状态和曲线以及一年中任意时间段的历史数据和历史曲线，为用户检错、纠错提供了方便。
（4）故障诊断
893通讯网络中的每一个前端以及前端的各个通道的状态都显示在画面中，一旦某个前端或某一个通道出现错误，就显示出错误的类型标号，管理人员根据此错误类型标号迅速地查出错误原因，使错误得到及时纠正。
（5）报表打印
系统提供定时（班报表、日报表等）报表打印，报警打印，历史数据记录报表打印等功能。

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1 基本原理
高层恒压供水是现代城市高层建筑的一项主要配套工程，它具有供水模式变换多、水压稳定、自动保护等特点，可以广泛应用于工业及民用建筑中。
PLC控制的高层恒压供水系统采用了数字PID控制技术，使PID的参数整定和调整实现在线控制，通过对系统压力的检测，根据水压的大小使系统分时对正常工作和消防供水两种分别采用PID控制，使系统实现了快速、稳定的输出。 将管网的实际压力经反馈后送到比较器的输入端与给定压力进行比较，当管网压力不足时，通过对参数运算，调整PID的参数，控制电压上升，使VVVF频率相应增大，水泵转速加快，供水量加大，近使管网压力上升。反之，水泵转速减慢，供水量减少，近使管网压力下降。以保持恒压供水的稳定。
在本系统中采用了多泵控制，单泵设定在25HZ到50HZ范围内变化，在调节范围内不能达到管网要求时，可以依靠增加或减少水泵数量来完成，加减泵按1→2→3→……选换顺序选择。
消防时，考虑到用水量会迅速增加，故采用PD调节方式，通过对偏差量的检测，自动形成消防给定压力，加泵更快。碎玻信号要求人为停机。

2 系统工作
本系统采用了SIEMENS公司的S7-200 PLC进行系统开发，系统可完成以下功能：1、生活供水自动恒压；2、自动、手动供水选通；3、定时换泵（PLC30秒检测一次，无人用水十分种停机）；4、工作状态自动保持；5、消防供水自动控制；6、消防生活边锁控制；7、管网压力自动起停泵。
其系统硬件连接图如图（2）所示。

3 算法原理
为了能够可靠的控制变频器的运行并满足差值电压的跟踪，当输入信号的变化不大时，系统不再读取数据，将原来的计算值直接保持。当输入信号的变化值较大时，系统立即跟踪这一变化，并计算出最新的采样值，并将其保持，依次作为参数运算的依据。
系统中有三个子程序：子程序1用来数字滤波、子程序2为运算子程序和中断子程序。考虑到系统工作环境对系统运行状态的影响，在设计中除采用硬件上加装滤波器外，还采用数字滤波的方式来消除干扰的影响，数字滤波采用模拟输入平均值的方法。
在频率调节过程中，考虑到变频器的利用率和系统的可靠性，调频的下限值设定为25Hz，上限值设定为50Hz。当系统刚启动时，电动机的转速很低，无法满足系统要求，此时将参数值强制设置到使系统稳点工作在50Hz，当系统进入调节区内时，调节参数的偏差、偏差变化率、输出量和速率都对系统输出产生影响，随着目标参数的接近程度不同，调整参数值逐渐平缓接近目标函数。
由于考虑到系统运行惯性的影响，调节过程可能出现震荡，因此，在程序中设计了目标预测程序。当运行参数远离目标参数时，调节幅度加快，随着运行参数与目标参数的逐步接近，跟踪调节幅度逐渐减小，直至运行参数与目标参数近似相等时，系统按照运行参数变化的预测值进行调节，使系统达到一个动态平衡，以维护系统的恒压稳定值。
同时，由于系统调节的惯性较大，而系统数据的采集速度很快，在运算过程中，运算结果可能会使调频输出大于50Hz或小于25Hz因此，当输出频率大于50Hz或小于25Hz时，将输出频率强制设定为极限值。
对于系统振动的处理，由于系统是定时采样，在采样过程中振动是难免的，当振动超过预期值时，作为错误值处理，当振动量小于预测值时，采样数值作为有效数据处理，作为调节参数的依据。
本系统经过调试和实际现场运行，恒压工作稳定，调节效果好，达到了预期的效果。

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自动化立体仓库是一种功能多、规模大、利用率高的物资配运中心，广泛地运用于大型仓库，能按照编制的人库单/出库单自动地把物件从入口处搬运到目的货位或从指定货位把物件搬运到出口处。完成这一搬运任务的堆垛机是该系统的最关键部份，它在高层固定货架巷道中运行。实现这一控制任务的方案较多，有继电控制、单片机控制、PLC控制。本文讨论采用PLC控制来实现其控制要求。

3 系统的主要功能
3.1 堆垛机速度控制
为了既满足工艺要求，又能提高工作效率。速度太高，惯性大，精确定位困难；速度太低，效率不高。故要对速度进行控制。速度分高（40m/s）、中（20m/s）、低（5m/s）三档，设堆垛机离目的货位的距离为S个货位，其平移速度变化规律如下：为了使堆垛机运行平稳，平移运动、升降运动、货叉运动互为连锁。升降速度与平移速度的控制采用变频调速能满足上述要求。
3.2 位置定位的确定
堆垛机只有精确定位（误差小于5mm），才能有效地存取货物。否则就可能碰坏货架、货物等，严重时会损坏堆垛机本身。
1）层认址方法：在堆垛机的立柱上相对每层的位置安装一片认址片，升降台上安装一个光电开关，光电开关随升降台上下运动，每到一层时，光电开关通过认址片，产生一脉冲信号送PLC，利用可逆计数器CNTR的脉冲计数来实现层认址。升降台上升，计数器加1，升降台正降，计数器减1。计数器的数字大小就表示堆垛机所在的层，从而达到层认址的目的。
2）列认址方法：在巷道的地基上相对每一列货位的适当位置安装一片固定的认址片，在堆垛机底部安装光电开关来认址。原理和方法与层认址相同。
3.3 入库单/出库单的确定
首先确定每排高层货架摆放饮料的类型，为了饮料的保鲜，应按先里后外、先下层后上层的装货顺序；先装先卸、后装后卸的出货顺序。出货后留下的空位要等入库一排动作全完成后才可装入饮料。饮料的摆放由入库单/出库单子程序自动给出，也可人为干预。
3.4 系统的通信
该系统是一种主人式总线型工业局域网。采用RS-422总线上位连接系统。以上位机作为工业局域网通信的主站，其它8台PLC作为从站。主站采用轮询的方式，按一定顺序，逐个与各PLC通信，所有数据通信都只在上位与各PLC之间进行，各PLC之间没有数据交换。如各PLC要进行交换数据，也只能经过上位机中转。PLC向上位机发回的信息包括堆垛机当前的位置及状态、操作命令的完成、取消等。经过通信再在屏幕上显示堆垛机位置及状态。以便操作员了解现场有关情况。
3.4.1 上位连接单元通信参数的设置
该系统的上位连接单元为C200H-LK202,它的前面板上有4个参数设置的拨盘开关SW1~4,SW1~2用于设置该上位连接单元的设备号，取值范围00~31。SW3用来选择6种波特率数据之一。SW4用于设置命令级、选择奇偶校验及展步数据格式，取值为0~15。该系统的设备号为00~07共8个、波特率为2400b/s、SW4取2。别外上位连接单元背面的两个开关，一个为终端阻抗开关拨到on，另一个为Link类型开关拨到off。
3.4.2 上位机与PLC的串行通信
上位机与PLC的通信采用主从应答式，上位机发出命令帧，始终处于主动地位；从站用响应帧应答。在命令帧和响应帧中包含有通信的数据，本系统为多点（1：8）通信系统。

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1 引言
集散型控制系统以其强大的控制功能、可靠的安全性能和良好的可移植性而在国内外工控领域获得广泛的应用。软件采用Visual Basic6.0和Visual C++6.0混合编程，充分运用VB强大、高效的界面生成能力、Access数据库功能和VC++易于对内存、硬件操作的特点。同时由于VB和VC++都是微软的产品，它们互相之间的连接也很容易。软件运行于Win98环境下，程序设计采用面向对象的结构化编程思想，将系统软件划分为既有要联系而又相互独立的几部分。它们彼此之间或通过直接调用，或通过动态连接库连接。

2 系统软件体系结构
系统软件体系结构是针对系统硬件来划分的。LON-EU2000集散型控制系统硬件分为工程师站、操作员站和现场控制站。相应的系统软件可划分为工程师站软件、操作员站软件和现场控制站软件。其中工程师站和操作员站位于PC机上，而现场控制站是以基于LonWorks现场总线技术的神经元芯片（Neuron）的智能板。
PC系统软件包括必要的初始化采集程序、用于工程师站的组态程序以及操作员站的运行程序。它们都是独立的可执行文件，相互间通过Win95的共享内存通信。这样一来软件的开发可由多人协同并行完成，同时也增强了软件系统的可靠性并利于软件的维护和升级。初始化过程要设置、启用PC机的相关设备，初始化完成后就能定时接收现场控制站采集的数据。系统组态需要针对不同的应用领域先离线进行，投入运行后也能根据现场控制情况在线组态。在线组态是系统工程师级的，具有操作权限，必须输入合法的口令才能修改。运行部分提供良好的人机交互界面，通过它就能实现对整个现场的实时监控。

3 系统PC软件设计
3.1 初始化采集程序的设计
初始化采集程序是工程项目投入运行后PC系统软件中最先被执行的。本系统采用LonWorks总线技术。操作员站由PC机串口接入一块高性能串行LonTalk适配器Lon-EU/SLTA控制模块与总线连接组成。所以初始化采集程序先要完成对LonTalk适配器的驱动，使用VC提供的端口输入输出函数OUTP、INP即可发送对LonTalk适配器的“握手”信息。为了实现DMA传输，要启动选定的DMA通道。这在Win95下并不是轻易的事情，因为Win95几乎接管了PC的全部硬件设备，如果仍象DOS下那样操作DMA势必引起死机，需要借助DDK、VToolsD等开发工具编写虚拟设备驱动程序（*.vxd），在VC应用程序中通过Createfile()打开它，利用vxd回传地址读取DMA通道的数据。

3.2 组态程序的设计
组态程序主要分为系统组态、实时数据库组态、历史数据库组态、回路组态、流程图组态、报表组态等。
3.2.1 系统组态的设计
系统组态是针对各个控制系统的硬件结构进行组态，它是整个工程项目组态的第一步。本系统采有现场总线LonWorks，各现场控制站、工程师站和操作员站的基本配置信息即通过系统组态来设定。选择投入运行的现场控制站的类型、个数、各自的站号及是否有冗余等，确定操作员站的站号，还可以设定安全保护，对操作员的操作权限和操作范围进行限定。最后将配置信息以VB中的*.mdb数据库文件保存并且下装。
3.2.2 实时数据库组态的设计
实时数据库是集散型控制系统的信息来源。一个工程项目中所有要监测和控制的点都在数据库组态中完成。根据点数据的类型不同，数据库组态分为模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、计算量。其中计算量即初始化采集程序中提供的应用程序接口变量，从本质上讲也是模拟量。用户使用它组织自己的显示信息，但并不参与输入输出。计算量的组态只要定义变量名称和指定在预留数组中的位置。
3.2.3 回路组态功能的设计与实现
在完成数据库组态后就可以进行回路组态，回路组态是集散型控制系统组态和关键步骤，主要用于连续过程控制、报警检测与处理、确定输入输出回路等。回路组态数据库的每一项记录包含一条完整的回路必备信息。利用这些信息就能实现对系统的控制。回路组态根据其输入输出的不同分为模入模出回路，模入开出回路，开入开出回路。回路组态的合理与否直接影响控制质量的好坏。
3.2.4 流程图组态的编制
DCS组态软件具有丰富强大的工艺流程图组态功能，这部分工作主要在VB中实现。VISUAL BASIC6.0具备完善的图形函数和方便实用的图形控制如Line、Shape、Graph、Image等。利用这些便提供用户基本的流程图编辑功能，如直线、圆、矩形、多边形，同时可以选择线粗细、颜色，对于圆、矩型的填充也能方便实现。
3.2.5 报表组态的实现
报表大致分为周期性报表和触发性列表两种。周期性报表一般用来打印生产过程的操作记录和统计（求和等），它取代了操作工的抄表工作。这类报表一般采用下时驱动，通常是时报、班报、日报、月报等。而角发性列表则用来进行事故或故障分析。

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一、 应用背景
攀钢线材厂本次"提质降耗、扩大品种规模"技术改造是在原来的只有精轧机组、夹送辊、吐丝机设备的基础上，增加两架预精轧机组和启停式飞剪，将把预精轧机组、飞剪、精轧机组、夹送辊、吐丝机的模拟传动改为数字传动，应用ABB公司的DCS500直流数字装置；同时将原来的继电器逻辑控制应用SIEMENS公司的S7-400 PLC来代替。组成为线材轧机的基础自动化系统还有操作监控站，应用SIEMENS公司的WINCC管理应用软件来实现；工业以太网即H1网，连接监控操作站和PLC；工业现场总线Profibus-DP，建立DCS500和远程操作单元ET200M与PLC的通讯。
自动化控制系统中，控制系统可分为三层，即数字传动部分、PLC控制部分和监控操作站部分。
数字传动部分应用ABB公司的DCS500直流数字装置，处理预精轧机1组、2组、飞剪、精轧机1/2架、夹送辊、吐丝机的运行。
PLC控制部分应用S7-400型PLC，CPU为CPU414-2DP，处理全线的生产控制，完成系统功能手网络的信息交换。
监控操作站部分应用WINCC监控软件，有A、B两线操作站兼监控站和电气室监控站，处理轧制规程作业表的生成、全线操作、事故监控报警、生产记录和报表等任务。

在热轧生产中，粗轧机、精轧机、层流冷却、卷取机等轧线设备消耗的大量工业用水经轧线地沟汇流到卷取机地坑集水池内，由卷扬泵站的两台大型水泵抽至污水处理系统处理后循环再利用。
攀钢热轧板厂的卷取机卷扬泵站控制系统原采用简单的继电逻辑控制方式，通过两个浮球检测高、低水位，频繁起、停水泵来实现自动抽水。泵站两台水泵的设计流量是按照泵站的最大流量加一定的裕量考虑的，但在实际生产中，泵站的实际水流量往往小于最大流量，因而造成水泵的工作时间极短，起、停频繁。在投产后，卷扬泵站经常出现泵频繁损坏，不能正常抽水，卷取机地下7#液压站经常被淹，危及站内电气设备，造成卷取机不能正常工作等问题，严重制约着生产的正常进行。具体表现在：（1）控制系统采用继电控制，故障点多；（2）卷取机地坑内环境恶劣，浮球检测水位可靠性差，故障频繁，常导致自动抽水功能失效；（3）由于控制系统采用继电控制，频繁起、停大型水泵，严重影响泵的使用寿命，造成泵频繁损坏；（4）没有水位指示。
随着交流调速技术的发展，全数字变频装置产品的推出，为交流传动的应用提供了广阔的天地。采用交流变频调速控制不仅能够实现水泵的平滑起动，还可以使水泵的流量得到调节。经过对国内外交流变频调速的调研，决定采用ABB公司的ACS504全数字交流变频装置对卷扬泵站控制系统实施数字化改造，由原来的开环控制改为闭环控制，实现液位控制，抑制水泵频繁起动，克服原系统的缺陷。

1 系统组成
ACS504全数字交流变频装置的主回路由整流桥、中间滤波和逆变回路3部分组成。整流桥采用三相桥式半控整流回路；中间滤波由电抗器L11和电容器C14-C16组成；逆变回路包括6只绝缘栅双极晶体管IGBT。
控制回路由控制接口板、主电路接口板、电机控制板和输入保护板组成。

2 系统工作原理
系统为交-直-交变频调速系统。当进线电源开始接通时，电容板通过R14、V14充电电路充电。充电时间少于1s，在充电过程中整流桥晶闸管不导通。
当电容器C14-C16上的电压达到300V时，控制电源接通，使控制接口板、电机控制板和主电路接口板工作。当整流桥直流电压达到标称值80%时，电机控制板上的处理器通过输入保护板得电。整流桥晶闸管完全导通后，通过中间滤波保持整流桥直流电压标称值为1.35U1（U1为实际线电压值）基本恒定。
逆变回路的6只功率开关的动作由电机控制板通过主电路接口板控制，输出端U2、V2、W2上的电压高低由调制解调来决定，其波形为脉冲列。根据变频调速的基本控制方法，按U2/f2=常数的要求产生相应幅值和频率（f2）的基本电压波形。

3 系统的软件功能
ACS504全数字交流变频装置软件分为起动数据参数、运行数据参数、控制连接参数、传动参数、保护参数。根据变频装置使用的不同场合，将上述参数预先编成不同的应用宏程序。应用宏程序是预先编好的参数集，存储在电机控制板的EPROM中，它们分别是出厂缺少设置、手动/自动控制、PI控制、恒转矩控制、顺序控制、PFC控制。它们能够使用户更快、更简便地起动变频器。通过控制盘和计算机对其进行调试和监控。在卷扬泵站应用控制中，根据卷扬泵站工艺流程的需要，采用了PFC控制应用宏程序。

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构筑现代物流体系必须符合现代物流理念，迎合国际物流发展趋势，充分考虑我国的具体国情，建立以信息技术为核心的现代物流体系的规划和集成。为客户设计个性化的物流方案，提供服务 和成本完美的平衡。客户为中心，以双赢为准则，以降低客户的经营成本为目标。

（一）全新的现代物流系统规划设计理念

* 网络物流和物流网络的规划
* 物流成本的评测、分析和计算
* 物流设施、设备的选择与配置、物流作业流程的规划
* 物流岗位设计、人员配备、操作标准与规程设计
* 物流中心(或配送中心)系统的策划与可行性研究、规划与集成
* 自动化立体仓储系统（AS/RS或自动化仓库）的规划与集成
* 分拣系统的规划与集成等

（二）功能强大的物流系统规划

设计支撑软件
* 供应链网络、自动化仓储、配送中心的离散事件仿真建模与图解系统
* 物流成本分析系统、计算机辅助规划设计系统
* 自动化仓库规划设计、优化、仿真与拟实软件
* 企业物流系统管理与监控系统
* 自动化仓库管理与监控系统

（三）科学的管理保证一流技术服务和优质高效的工程施工

* 客户关系管理(CRM)
* 科学规范的项目管理、产品数据管理系统(PDM)与施工管理系统
* 企业全面质管理体系(ISO9000认证)

（四）自动化物流系统规划和集成

A 优化立体仓库布局，合理配备物流设备
B 先进的现场总线控制计算机控制系统
C 制定库存策略，通过仓库管理系统合理控制库存量
D 完善的设计手段，

包括：

A 货架、输送机系统、自动化存/取系统设备开发技术
B 高层货架结构有限元分析、优化与结构仿真软件
C 关键部件有限元分析、优化与机构仿真软件
D 三维计算机辅助设计软件
E 计算机辅助工艺设计（CAPP）
F 工业造型设计与艺术效果处理软件

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