【正文】 一旦出現(xiàn)異常狀態(tài) ，系統(tǒng)就能夠發(fā)出報警信息，而且能夠迅速把信息傳遞給現(xiàn)場工作人員，及時做出處理。 。 ，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，自動化監(jiān)控程度低，大部分的泵站僅有單級的常規(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。同時它采用了獨家封閉式的通信協(xié)議，為一些 開發(fā)商所志有，給用戶系統(tǒng)集成和應(yīng)用帶來許多問題。由于線路上傳輸?shù)氖?420mA的模擬信號，容易受到工業(yè)現(xiàn)場的干擾，造成精度的損失。 4. 系統(tǒng)不易擴展。對現(xiàn)場總線概念的理解和解釋還存在一些不同的表述。 現(xiàn)場總線是當(dāng)今 3C技術(shù)即通信 (Communication)技術(shù)、計算機 (Computer)技術(shù)、控制 (Control)技術(shù)發(fā)展的結(jié)合點，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)測量與控制的精度。全文共分 5章。然后對本設(shè)計選擇的組態(tài)軟件 WinCC做了簡單的介紹。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 5 2 泵站控制系統(tǒng)概述 控制工藝和功能 泵站主控工藝 污水進入泵站后的工藝流程如下：泵站進水渠 —— 泵站集水池 —— 提升泵房 —— 出水渠 —— 長江。在水位超出設(shè)備設(shè)定范圍時，或者系統(tǒng)的其它設(shè)備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠自動報警。 (2) 狀態(tài)數(shù)據(jù)的處理與分析 ①能對采集數(shù)據(jù)進行存儲 。 (4) 主要設(shè)備的運行狀態(tài)顯示 ①工藝流程的動態(tài)顯示 。 (5) 存儲功能 ①各種監(jiān)控參數(shù)的動態(tài)存儲 。②各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢 。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)的報表打印 。由于計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)的運行環(huán)境一般都相對惡劣，而且計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)往往負(fù)擔(dān)著重要的任務(wù)，它一旦出現(xiàn)故障，將造成整個被監(jiān)控過程的混亂，引起嚴(yán)重的后果，由此造成的經(jīng)濟損失和對人們生活帶來的不便往往遠(yuǎn)非計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)本身的造價所能比擬的。在硬件方面，微 機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，尤其對接口的可靠性要給予特別的重視。計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計的一個原則應(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的技術(shù)。盡可能降低對操 作人員的專業(yè)技術(shù)知識的要求，使他們在較短的時間內(nèi)或通過說明書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。 一個泵站監(jiān)控系統(tǒng)的功能隨著泵站本身可能的分期裝機發(fā)展及排水系統(tǒng)的發(fā)展勢必要有一些改進的提高，這就要求計算機系統(tǒng)能盡可能的進行功能擴充。 泵站是在運行人員的監(jiān)護下工作的監(jiān)控系統(tǒng)必須隨時向運行人員提供反映設(shè)備運行工控的信息，同時又能隨時接受運行人員的各種命令。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 3 計算機監(jiān)控組態(tài)軟件 計算機監(jiān)控組態(tài)軟件介紹 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的計算機操作系統(tǒng)使用最常見的 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。實時數(shù)據(jù)庫是組態(tài)軟件中更為重要的一個組件。 系統(tǒng)設(shè)置組件 系統(tǒng)設(shè)置組件通常完成系統(tǒng)運行過程中的相關(guān)設(shè)置，如系統(tǒng)啟動畫面設(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 9 腳本語言編寫功能 腳本語言是擴充組態(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，并實現(xiàn)引入對象在腳本語言中訪問?？梢灶A(yù)見，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，用戶對組態(tài)軟件的要求已不像過去那樣主要側(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，先進性過程控制策略等。 4. WinCC 組態(tài)軟件 德國西門子的 WinCC 組態(tài)軟件也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，西門子公司提供類C 語言的腳本，包括一個調(diào)試環(huán)境。組態(tài)軟件也提供多種硬件驅(qū)動程序。 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、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等，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)計程序集合在一起，可以很方便地生成人機界面，建立完整的過程監(jiān)控解決方案。 2) 圖形編輯器 圖形編輯器 (graphics designer)用于設(shè)計各種圖形畫面并使其動態(tài)化。 5) 報表編輯器 報表編輯器 (report designer)提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報表，也可以設(shè)計各種格式的報表，并可按照預(yù)定的時間進行打印。 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 對象和 ActiveX 控件 [8]。 4) 強大的標(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實現(xiàn)了西門子的基于陀的強大自動化解決方案。 WinCC 項目管理器如圖 所示。 2) 項目路徑 可將 WinCC 項目創(chuàng)建在一個單獨的分區(qū)上，不要將 WinCC 項目放在系統(tǒng)分區(qū)上。因此 ，建議在創(chuàng)建項目之前就確定合適的名稱。包括運行時顯示畫面的形式 (如是否全屏顯示等 )、啟動畫面、運行的控制模塊等。 本項目運行時的顯示畫面設(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 過程沒有為其提供變量值的變量，稱為內(nèi)部變量。 該項目創(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制變量、浮點型變量以及文本變量等。系統(tǒng)變量由 WinCC 自動創(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，并將其中的對象與相應(yīng)標(biāo)簽建立動態(tài)連接。除此之外，還可以針對特殊情況自己生成圖形對象存入圖形庫中，待使用時從中選取即可。監(jiān)控界面包括工藝界面，報警界面，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)置運行屬性時也常常把這一界面設(shè)置為系統(tǒng)的啟動界面。它顯示了排水泵站的排水工藝流程 —— 從水進入水泵進水管到水泵把水抽出到排到泵站出水管這一整個過程，在這個界面上，我們還可以看到水泵工作時水流的動態(tài)效果，還有前池液位，外江液位以及各個水泵的啟動次數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)，各個水泵的工作電壓和電流以及風(fēng)機的工作狀態(tài)也都可以從這個界面上直接觀察。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。通過點擊勵磁柜曲線按鈕，還可以把界面切換到勵磁柜曲線界面，來觀察各個在勵磁柜的勵磁電壓和勵磁電流的變化曲線圖?！胺珠l”和“合閘”的設(shè)計方法如同排水泵界面中的“風(fēng)機故障”。這些參數(shù) 表示了電機的工作狀態(tài)，供操作員監(jiān)控并進行相關(guān)操作。電機柜界面如下圖 所示。高壓室界面如下圖 所示。雨量計界面如下圖 所示。通過點擊曲線還可以查看系統(tǒng)運行的各項參數(shù)曲線。 1泵操作界面如圖 所示。 1風(fēng) 機操作界面如圖 所示。例如勵磁柜參數(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磁電壓和勵磁電流，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磁電流選擇綠色，勵磁電壓選擇黃色。當(dāng)系統(tǒng)運行時，數(shù)據(jù)的采集和武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 歸檔就開始啟動并記錄。包括設(shè)置歸檔的常規(guī)信息和歸檔參數(shù)。選擇 WinCC 在線趨勢控件并將其置于歷史趨勢畫面中。 報警的記錄和顯示 系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)集 水池水位限制值、 4 臺水泵和風(fēng)機的故障以及各控制柜的故障進行報警。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 b) 根據(jù)需要對消息塊進行組態(tài)。 d) 組態(tài)報警控件。 f) 在 WinCC 資源管理器中激活報警記錄運行系統(tǒng) (Alarm Logging Runtime)。它與 Windows NT 的用戶管理員系統(tǒng)分開獨立操作，只是界面是相似的。用戶管理員編輯器的運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。 分別對變量進行組態(tài) 添加消息文本 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 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)置選項并設(shè)置用戶十分鐘不活動退出，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象分配特定的訪問權(quán)限。這樣在點擊退出按鈕時，就會出現(xiàn)一個退出確定畫面。根據(jù)需要，羅家路排水泵站的自動監(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。運行設(shè)置是在項目管理器的計算機屬性中設(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)過模擬運行和在線調(diào)試，該系統(tǒng)達到了很好的效果。在該論文的撰寫過程中，熟悉了 OFFICE 中的很多功能，現(xiàn)已可以對 OFFICE 進行熟練操作。同時，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，無線通訊數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將會越來越多的出現(xiàn)在泵站的監(jiān)控系統(tǒng)中， 使得系統(tǒng)更簡單，監(jiān)控更加方便。Realtime fieldbus munications using Profibus works。在此充分認(rèn)識完成之即，謹(jǐn)向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 在設(shè)計過程中，本小組的成員高源智同學(xué)和李灝同學(xué)在我的設(shè)計過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)四年以來對我的關(guān)心和學(xué)習(xí)上的鼓勵和支持！感謝全班同學(xué)大學(xué)以來對我的幫助！ 。章老師淵博的學(xué)識，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 .計算機智能監(jiān)測控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(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 .Volume2. 81～ 84 9 顏閩秀 ,何戡 .WinCC 在冶金行業(yè)的應(yīng)用 [J].微計算機信息 ,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 [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 的港口起重機移動監(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，企業(yè)的自動化、信息化仍會繼續(xù)深入發(fā)展，管控一體化仍會成為企業(yè)自動化、信息化建設(shè)的目標(biāo)，實時數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)勢必會在其中發(fā)揮更為重要的作用，如何開發(fā)一個功能強大、安全可靠、操作簡單、維護方便的實時數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將會成為一個重要的研究課題，將會關(guān)系著企業(yè)整個自動化系統(tǒng)運行的性能。 本人在設(shè)計過程中，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 29 5 結(jié)束語 總結(jié) 本文設(shè)計開發(fā)的排水泵站自動監(jiān)控系統(tǒng) 是一個計算機應(yīng)用的使用項目 ，系統(tǒng)為羅家路泵站的運行管理提供了先進的科學(xué)手段，使泵站的運行信息得到及時的反饋，并得到有效的分析。我們還可以定義項目運行時的開始畫面。 我們還可以定義一個外部運用，當(dāng)進入運行狀態(tài)時此外部應(yīng)用也被激活。否則，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)提示進行調(diào)試。只有WinCC 和下位機進行了連接， WinCC 才能采集數(shù)據(jù)并進行相關(guān)操作，起到控制作用。我們?yōu)橥顺霭粹o進行設(shè)置。 3）再新建一個用戶，命名為管理員，在操作員設(shè)置的基礎(chǔ)上，我們添加一個退出權(quán)限。在本設(shè)計中，共設(shè)置了兩個用戶，一個用戶的權(quán)限是只允許在運行畫面進行 操作，而不能進入和退出系統(tǒng)，另一個用戶是管理員用戶，它不僅可以在運行畫面時進行操