【正文】 一旦出現(xiàn)異常狀態(tài) ，系統(tǒng)就能夠發(fā)出報(bào)警信息，而且能夠迅速把信息傳遞給現(xiàn)場(chǎng)工作人員，及時(shí)做出處理。 。 ，為泵站的建設(shè)和管理提供了可靠有力的科學(xué)證據(jù)，為摸索城市排水規(guī)律，提高管理水平提供了方便條件。在電氣控制上，自動(dòng)化監(jiān)控程度低，大部分的泵站僅有單級(jí)的常規(guī)控制。操作人員可以坐在監(jiān)控室內(nèi)觀察生產(chǎn)流程各處的狀態(tài)，可以把各單元儀表的信號(hào)按需要組成復(fù)雜控制系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 70 年代初 隨著單片機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，出現(xiàn)了 DCS 系統(tǒng)，它是以集中管理、分散控制為核心思想。同時(shí)它采用了獨(dú)家封閉式的通信協(xié)議，為一些 開(kāi)發(fā)商所志有，給用戶系統(tǒng)集成和應(yīng)用帶來(lái)許多問(wèn)題。由于線路上傳輸?shù)氖?420mA的模擬信號(hào)，容易受到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾，造成精度的損失。 4. 系統(tǒng)不易擴(kuò)展。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線概念的理解和解釋還存在一些不同的表述。 現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今 3C技術(shù)即通信 (Communication)技術(shù)、計(jì)算機(jī) (Computer)技術(shù)、控制 (Control)技術(shù)發(fā)展的結(jié)合點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展在控制領(lǐng)域的體現(xiàn)及其發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)果。 2. 表和輸入 /輸出轉(zhuǎn)換器 (卡件 )大量減少。 6. 提高了系統(tǒng)測(cè)量與控制的精度。全文共分 5章。然后對(duì)本設(shè)計(jì)選擇的組態(tài)軟件 WinCC做了簡(jiǎn)單的介紹。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 泵站控制系統(tǒng)概述 控制工藝和功能 泵站主控工藝 污水進(jìn)入泵站后的工藝流程如下：泵站進(jìn)水渠 —— 泵站集水池 —— 提升泵房 —— 出水渠 —— 長(zhǎng)江。在水位超出設(shè)備設(shè)定范圍時(shí)，或者系統(tǒng)的其它設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警。 (2) 狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理與分析 ①能對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ) 。 (4) 主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示 ①工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示 。 (5) 存儲(chǔ)功能 ①各種監(jiān)控參數(shù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ) 。②各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢(shì) 。②各種監(jiān)控參數(shù)的的指定區(qū)段數(shù)據(jù)打印 :③各種監(jiān)控參數(shù)的報(bào)表打印 。由于計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境一般都相對(duì)惡劣，而且計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)往往負(fù)擔(dān)著重要的任務(wù)，它一旦出現(xiàn)故障，將造成整個(gè)被監(jiān)控過(guò)程的混亂，引起嚴(yán)重的后果，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)人們生活帶來(lái)的不便往往遠(yuǎn)非計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)本身的造價(jià)所能比擬的。在硬件方面，微 機(jī)要選擇較高的配置和可靠性較高的操作系統(tǒng)，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊，尤其對(duì)接口的可靠性要給予特別的重視。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)原則應(yīng)當(dāng)是不盲目追求新技術(shù)，而在技術(shù) 成熟的前提下盡量采用先進(jìn)的技術(shù)。盡可能降低對(duì)操 作人員的專業(yè)技術(shù)知識(shí)的要求，使他們?cè)谳^短的時(shí)間內(nèi)或通過(guò)說(shuō)明書(shū)能掌握和熟悉操作使用。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，便于硬件的更換。 良好的適應(yīng)性和可移植性。 一個(gè)泵站監(jiān)控系統(tǒng)的功能隨著泵站本身可能的分期裝機(jī)發(fā)展及排水系統(tǒng)的發(fā)展勢(shì)必要有一些改進(jìn)的提高，這就要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能盡可能的進(jìn)行功能擴(kuò)充。 泵站是在運(yùn)行人員的監(jiān)護(hù)下工作的監(jiān)控系統(tǒng)必須隨時(shí)向運(yùn)行人員提供反映設(shè)備運(yùn)行工控的信息，同時(shí)又能隨時(shí)接受運(yùn)行人員的各種命令。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3 計(jì)算機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件 計(jì)算機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件介紹 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)使用最常見(jiàn)的 Windows XP系統(tǒng)，這里不再多做介紹。 組態(tài)軟件通常由圖形組態(tài)軟件，數(shù)據(jù)變量管理組件，設(shè)備管理組件，系統(tǒng)設(shè)置組件與其他組件構(gòu)成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)軟件中更為重要的一個(gè)組件。 系統(tǒng)設(shè)置組件 系統(tǒng)設(shè)置組件通常完成系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)設(shè)置，如系統(tǒng)啟動(dòng)畫面設(shè)置，用戶設(shè)置，密碼設(shè)置等功能。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 腳本語(yǔ)言編寫功能 腳本語(yǔ)言是擴(kuò)充組態(tài)系統(tǒng)功能的重要手段。增加功能最常用的是 ActiveX組件的應(yīng)用，目前部分組態(tài)軟件能提供完備的ActiveX組件引入功能，并實(shí)現(xiàn)引入對(duì)象在腳本語(yǔ)言中訪問(wèn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，組態(tài)軟件與管理信息系統(tǒng)或領(lǐng)導(dǎo)信息的集成必將更加緊密，并很可能以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與決策功能的模塊形式在組態(tài)軟件中出現(xiàn)。 組態(tài)軟件的控制功能 伴隨著以工業(yè) PC為核心的自動(dòng)控制技術(shù)的日趨完善和工程技術(shù)人員使用組態(tài)軟件水平的不斷提高，用戶對(duì)組態(tài)軟件的要求已不像過(guò)去那樣主要側(cè)重于畫面，而是要考慮一些是指性的應(yīng)用功能，如軟 PLC功能，先進(jìn)性過(guò)程控制策略等。 4. WinCC 組態(tài)軟件 德國(guó)西門子的 WinCC 組態(tài)軟件也是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，西門子公司提供類C 語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。組態(tài)軟件也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。 WinCC 監(jiān)控軟件提供了友好的操作界面，用戶可根據(jù)需要形成操作畫面、監(jiān)控畫面、報(bào)警畫面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、歷史趨勢(shì)曲線和打印報(bào)表等，因而在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用 [6]。WinCC 將 Windows NT 應(yīng)用程序的現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)和使用方便的圖形設(shè)計(jì)程序集合在一起，可以很方便地生成人機(jī)界面，建立完整的過(guò)程監(jiān)控解決方案。 2) 圖形編輯器 圖形編輯器 (graphics designer)用于設(shè)計(jì)各種圖形畫面并使其動(dòng)態(tài)化。 5) 報(bào)表編輯器 報(bào)表編輯器 (report designer)提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表，也可以設(shè)計(jì)各種格式的報(bào)表，并可按照預(yù)定的時(shí)間進(jìn)行打印。 9) 交叉引用表 交叉引用表 (crossreference)負(fù)責(zé)搜索在畫面、函數(shù)、歸檔和消息中所使用的變量函數(shù)、 OLE 對(duì)象和 ActiveX 控件 [8]。 4) 強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)接口 (如 OLE， ActiveX， OPC):WinCC建立了像 DDE， OLE等在Windows程序間交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此能毫無(wú)困難的集成 ActiveX控件和 OPC服務(wù)器、客戶端功能。在此前提下， WinCC和 WinAC實(shí)現(xiàn)了西門子的基于陀的強(qiáng)大自動(dòng)化解決方案。 WinCC 項(xiàng)目管理器如圖 所示。 2) 項(xiàng)目路徑 可將 WinCC 項(xiàng)目創(chuàng)建在一個(gè)單獨(dú)的分區(qū)上，不要將 WinCC 項(xiàng)目放在系統(tǒng)分區(qū)上。因此 ，建議在創(chuàng)建項(xiàng)目之前就確定合適的名稱。包括運(yùn)行時(shí)顯示畫面的形式 (如是否全屏顯示等 )、啟動(dòng)畫面、運(yùn)行的控制模塊等。 本項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)的顯示畫面設(shè)置為全屏顯示。其中 SIMATIC S7 Protecol 協(xié)議主要用于和 PLC 進(jìn)行通訊， System 協(xié)議主要用于調(diào)用系統(tǒng)變量。 變量管理 驅(qū)動(dòng)程序添加完成以后，就要定義變量。相關(guān)的變量將在該通訊驅(qū)動(dòng)程序的目錄結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建。 圖 建立外部變量 2) 內(nèi)部變量 過(guò)程沒(méi)有為其提供變量值的變量，稱為內(nèi)部變量。 該項(xiàng)目創(chuàng)建了名為“ bengzhan”的變量組，所創(chuàng)建的變量均放在該變量組中，變量的類型主要由二進(jìn)制變量、浮點(diǎn)型變量以及文本變量等。系統(tǒng)變量由 WinCC 自動(dòng)創(chuàng)建，組態(tài)人員不能創(chuàng)建系統(tǒng)變量，但可使用由 WinCC 創(chuàng)建的系統(tǒng)變量。 如圖 所示。利用圖形編輯器編輯監(jiān)控畫面，并將其中的對(duì)象與相應(yīng)標(biāo)簽建立動(dòng)態(tài)連接。除此之外，還可以針對(duì)特殊情況自己生成圖形對(duì)象存入圖形庫(kù)中，待使用時(shí)從中選取即可。監(jiān)控界面包括工藝界面，報(bào)警界面，曲線界面和登錄界面。其中退出按鈕選擇登錄界面。在最后設(shè)置運(yùn)行屬性時(shí)也常常把這一界面設(shè)置為系統(tǒng)的啟動(dòng)界面。它顯示了排水泵站的排水工藝流程 —— 從水進(jìn)入水泵進(jìn)水管到水泵把水抽出到排到泵站出水管這一整個(gè)過(guò)程，在這個(gè)界面上，我們還可以看到水泵工作時(shí)水流的動(dòng)態(tài)效果，還有前池液位，外江液位以及各個(gè)水泵的啟動(dòng)次數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)，各個(gè)水泵的工作電壓和電流以及風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)也都可以從這個(gè)界面上直接觀察。排水泵界面如圖 所示。界面上還顯示了冷卻水池的液位和前池液位。通過(guò)點(diǎn)擊勵(lì)磁柜曲線按鈕，還可以把界面切換到勵(lì)磁柜曲線界面，來(lái)觀察各個(gè)在勵(lì)磁柜的勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流的變化曲線圖?！胺珠l”和“合閘”的設(shè)計(jì)方法如同排水泵界面中的“風(fēng)機(jī)故障”。這些參數(shù) 表示了電機(jī)的工作狀態(tài)，供操作員監(jiān)控并進(jìn)行相關(guān)操作。電機(jī)柜界面如下圖 所示。高壓室界面如下圖 所示。雨量計(jì)界面如下圖 所示。通過(guò)點(diǎn)擊曲線還可以查看系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)曲線。 1泵操作界面如圖 所示。 1風(fēng) 機(jī)操作界面如圖 所示。例如勵(lì)磁柜參數(shù)曲線的數(shù)據(jù)源選擇在線變量，變量分別選擇外部變量中的勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流，坐標(biāo)軸 X 共用 Y 軸不共用，并為 Y 軸命名并設(shè)定顯示范圍曲線顏色勵(lì)磁電流選擇綠色，勵(lì)磁電壓選擇黃色。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)的采集和武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 歸檔就開(kāi)始啟動(dòng)并記錄。包括設(shè)置歸檔的常規(guī)信息和歸檔參數(shù)。選擇 WinCC 在線趨勢(shì)控件并將其置于歷史趨勢(shì)畫面中。 報(bào)警的記錄和顯示 系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)集 水池水位限制值、 4 臺(tái)水泵和風(fēng)機(jī)的故障以及各控制柜的故障進(jìn)行報(bào)警。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 b) 根據(jù)需要對(duì)消息塊進(jìn)行組態(tài)。 d) 組態(tài)報(bào)警控件。 f) 在 WinCC 資源管理器中激活報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng) (Alarm Logging Runtime)。它與 Windows NT 的用戶管理員系統(tǒng)分開(kāi)獨(dú)立操作，只是界面是相似的。用戶管理員編輯器的運(yùn)行方式的主要目的是管理用戶的登錄和退出，檢查登錄用的權(quán)限級(jí)。 分別對(duì)變量進(jìn)行組態(tài) 添加消息文本 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 2）在用戶組下新建用戶，命名為操作員，選擇復(fù)制組設(shè)置選項(xiàng)并設(shè)置用戶十分鐘不活動(dòng)退出，在缺省授權(quán)的基礎(chǔ)上，選擇操作員用戶的相應(yīng)權(quán)限。 4）最后我們要為圖形對(duì)象分配特定的訪問(wèn)權(quán)限。這樣在點(diǎn)擊退出按鈕時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)退出確定畫面。根據(jù)需要，羅家路排水泵站的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)選用 Profibus[14]作為WinCC 與 PLC 的通訊方式，通訊處理器選用 CP5611。運(yùn)行設(shè)置是在項(xiàng)目管理器的計(jì)算機(jī)屬性中設(shè)置的。我們還可以選擇需要禁止的 Windows 熱鍵。設(shè)置窗口如上圖 所示。經(jīng)過(guò)模擬運(yùn)行和在線調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了很好的效果。在該論文的撰寫過(guò)程中，熟悉了 OFFICE 中的很多功能，現(xiàn)已可以對(duì) OFFICE 進(jìn)行熟練操作。同時(shí)，伴隨著信息通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，在大型泵站的監(jiān)控系統(tǒng)中，無(wú)線通訊數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將會(huì)越來(lái)越多的出現(xiàn)在泵站的監(jiān)控系統(tǒng)中， 使得系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，監(jiān)控更加方便。Realtime fieldbus munications using Profibus works。在此充分認(rèn)識(shí)完成之即，謹(jǐn)向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本小組的成員高源智同學(xué)和李灝同學(xué)在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中都給了我很大的幫助，在此我一并表示感謝！還要感謝我的父母和親人，感謝他們大學(xué)四年以來(lái)對(duì)我的關(guān)心和學(xué)習(xí)上的鼓勵(lì)和支持！感謝全班同學(xué)大學(xué)以來(lái)對(duì)我的幫助！ 。章老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，熱情寬厚的為人也為我做了很好的榜樣。FA,2021,(3):4～ 7 5 周德澤 ,袁南兒 ,應(yīng)英 .計(jì)算機(jī)智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 [M]，清華大學(xué)出版社，2021,40～ 43 6 蘇昆哲，何華 .深入淺出西門子 WinCC V6[M].(第二版 ).北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021,22～ 35 7 V6 Getting Started[M].Siemens,～ 94 8 WinCC 組態(tài)手冊(cè) .Volume2. 81～ 84 9 顏閩秀 ,何戡 .WinCC 在冶金行業(yè)的應(yīng)用 [J].微計(jì)算機(jī)信息 ,2021, 22(1):10～ 12 10 滿海波 .基于以太網(wǎng)的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [D].昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2021,52～ 54 11 Siemens AG.. WinCC v5 The Configuration Mamual and the Communication Manual[P].Germany:Siemens,2021,54～ 56 12 何苗 .基于 WinCC 的港口起重機(jī)移動(dòng)監(jiān)控的研究與應(yīng)用 [D].武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2021,41～ 50 13 劉鍇 ,周海 .深入淺出西門子 S7300 PLC[M].北京 :北京航空航 天大學(xué)出版社 ,2021,95～ 105 14 。 展望未來(lái)，企業(yè)的自動(dòng)化、信息化仍會(huì)繼續(xù)深入發(fā)展，管控一體化仍會(huì)成為企業(yè)自動(dòng)化、信息化建設(shè)的目標(biāo)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)在其中發(fā)揮更為重要的作用，如何開(kāi)發(fā)一個(gè)功能強(qiáng)大、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將會(huì)成為一個(gè)重要的研究課題，將會(huì)關(guān)系著企業(yè)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的性能。 本人在設(shè)計(jì)過(guò)程中，了解了泵站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀，了解了泵站的大致工藝流程，并熟練掌握了 WinCC 的一些基本操作。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 5 結(jié)束語(yǔ) 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的排水泵站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 是一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的使用項(xiàng)目 ，系統(tǒng)為羅家路泵站的運(yùn)行管理提供了先進(jìn)的科學(xué)手段，使泵站的運(yùn)行信息得到及時(shí)的反饋，并得到有效的分析。我們還可以定義項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)的開(kāi)始畫面。 我們還可以定義一個(gè)外部運(yùn)用，當(dāng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)此外部應(yīng)用也被激活。否則，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行調(diào)試。只有WinCC 和下位機(jī)進(jìn)行了連接， WinCC 才能采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)操作，起到控制作用。我們?yōu)橥顺霭粹o進(jìn)行設(shè)置。 3）再新建一個(gè)用戶，命名為管理員，在操作員設(shè)置的基礎(chǔ)上，我們添加一個(gè)退出權(quán)限。在本設(shè)計(jì)中，共設(shè)置了兩個(gè)用戶，一個(gè)用戶的權(quán)限是只允許在運(yùn)行畫面進(jìn)行 操作，而不能進(jìn)入和退出系統(tǒng)，另一個(gè)用戶是管理員用戶，它不僅可以在運(yùn)行畫面時(shí)進(jìn)行操