基于iFIX的长春排水公司SCADA系统实现

韩兴连

摘要：介绍了长春水务集团城市排水公司SCADA系统的软硬件配置。具体阐述了SCADA系统的特点、iFIX软件的应用特点及在市政行业的具体实现，针对系统实现中的难点问题进行了详细描述。

关键词：水务行业；SCADA；iFIX现代化城市排水体系包括市政排水管网、泵站、水质监测站、工业废水处理站、城市污水处理厂等，是保障城市经济活动、居民生活和健康的重要基础设施之一。随着城市建设的高速发展,排水管网系统变得越来越复杂、越来越庞大,传统的方式已无法适应城市排水现代化管理的需要。SCADA 是集成化的数据采集与监控系统(Supervisory Control and Data Acquisition),又称计算机的四遥技术,指遥测(Telemetering)、遥控(Telecontrol)、遥讯(Telesingal)、遥调(Teleadjusting)技术,在排水管理系统中得到了广泛的应用, 取得了良好的经济效益与社会效益。文章以长春水务集团城市排水公司SCADA系统为例阐述市政排水SCADA系统的构建。

1系统构成

本工程所涉长春市城市排水公司及下属各泵站、污水处理厂。主要建设内容为长春市城市排水公司生产管理SCADA系统建设。设计目标是将下属各厂生产管理数据提取至排水公司，在排水公司建立整个系统管理及网络平台中心。包括长春市阜丰路泵站、长春市北郊污水处理厂、长春市污泥处置厂、长春市西郊污水处理厂、长春市南部污水处理厂、长春市净月污水处理厂、长春市双阳污水处理厂，共计7个厂及泵站。各厂自控系统完善，PLC采用西门子S7-300系列，上位机监控软件采用西门子的WINCC组态软件。系统构架如图1所示。

1.1 系统软件

各厂的数据服务器采用美国GE公司的iFIX组态软件。iFIX是GE公司基于Windows98&NT开发的大型应用软件。它集控制、人机界面、图形、数据库、网络于一体，包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网络通信等组件，提供一个友好的用户界面，使用户在不需要编代码的情况下便可生成自己需要的应用软件。数据服务器的数据库管理软件采用微软SQLSERVER。它是一种应用广泛的数据库管理系统，具有许多显著的优点：易用性、适合分布式组织的可伸缩性、用于决策支持的数据仓库功能、与许多其他服务器软件紧密关联的集成性、良好的性价比等。性能、可伸缩性及可靠性是其基本要求。

1.2 系统硬件构成

系统采用业主自建的8M带宽网络。各厂配置防火墙与数据服务器，厂内PLC系统采集数据后必需经过各厂安装的SQLServer数据库服务器收集处理后通过网络传输至中心调度室。硬件配置如图2所示。

2系统功能

2.1 实时遥测、遥信

该SCADA系统能够根据传感器传来的信号，对排水管网中的所需的多种参数进行实时监测，使管理人员能及时、准确地了解系统工况。这些参数包括压力，流量，流速等指标，运行管理人员根据SCADA系统能方便的了解整个排水管网的运行情况，更快的做出的判断。

2.2 分析、管理实时和历史数据

(1)将采集到的实时数据在历史数据库中进行存储，同时监视从远方终端(RTU)返回的信息，并更新链路状态，使得操作员能够监视和识别通信故障，以便确定RTU的工作状态。

(2)具有事故分析与记录、越限报警功能。系统除对各管网监控点、泵站进行实时数据采集外，还要检验它们是否超过各自的运行极限、安全极限或设备极限，如有越限则报警并作出相应处理。

(3)对采集的各类实时数据进行数据处理。对历史数据不但记录其数值，还记录其状态，表明该数据是否有效，根据其状态来确定是否参加运算。

(4)通过对操作员设置不同级别的数据使用与浏览等权限, 保证数据的安全性。

(5)SCADA系统还可实现多种曲线绘制、图表显示、报表的统计和打印等功能，方便调度人员查询。

2.3 决策与控制

远方终端与各个厂站采集的管网、泵站等实时数据可作为优化调度的基础数据，由优化调度程序进行分析，作出决策并向远程站发出控制指令，从而实现污水泵站的自动化控制。

3系统难点

由于iFIX的数据库不能够适应于大量用户的同时访问，而且数据也不能通过索引查询，每查一次数据就必須从数据库的第一个数据开始顺序查找，导致数据查询缓慢。因此项目中将SQLServer与iFIX相结合，将生产过程中的数据采集到SQL Server。iFIX组态软件提供了ODBC接口，使iFIX数据库能够和关系数据库之间能互相交换数据。在iFIX过程数据库中建立一个触发器，当现场数据有所改变时过程数据库就自动将数据写入关系数据库的表中，通过访问关系数据库就能够方便地查询出生产过程中的实时数据和历史数据。

对于报表，利用iFIX历史ODBC和内嵌的VBA脚本语言将iFIX实时过程数据库和历史数据库数据写入到Excel中。具体方案：1）创建Excel报表文件；2）定义对象变量，主要代码如下：

Dim Excelapp As Excel.Application

Set Excelapp = CreatObject(“Excel.Application”）

（3）将数据写入到Excel中，主要代码如下：

Excelapp.Workbooks.Open(ExcelFileName)

With Excelapp

.Worksheets(1).Cell(8,4).Value= Fix32.CCSW.TK1LVL.F_CV

.Worksheets(1).Cell(10,4).Value= Fix32.CCSW.RCLLVL.F_CV

.Worksheets(1).Cell(12,4).Value= Fix32.CCSW.BLKLVL.F_CV

.Worksheets(1).Cell(14,4).Value= Fix32.CCSW.MIXLVL.F_CV

.Worksheets(1).Cell(14,4).Value = Now

.Worksheets(1).Cell(14,4).Value =“m/d/y h:mm”

End With

（4）存储并打印报表。