【正文】 ation picture directly, can display the running state and the hydraulic pump. The design of the application of the WinCC monitoring software, programmed using configuration technology to realize the constant pressure water supply system based on PLC and inverter control, with high efficiency and energy saving, automatic, reliable, easy maintenance, convenient management advantages. Keywords: WinCC。因此，節(jié)能降耗是保證工業(yè)和生活穩(wěn)定發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于用水點(diǎn)數(shù)量的不確定，經(jīng)常導(dǎo)致管網(wǎng)水壓不穩(wěn)定，從而使得用水點(diǎn)的出水壓力在用水高峰和低谷的壓力過(guò)低或過(guò)高，對(duì)生產(chǎn)及其設(shè)備造成了很大的影響，嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐稍O(shè)備的損壞。通過(guò)一根電纜，使它與 PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)。目前國(guó)外的恒壓供水系統(tǒng)變頻器成熟可靠，恒壓控制技術(shù)先進(jìn)。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過(guò)微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。（ 4） 界面越來(lái)越精簡(jiǎn)化、系統(tǒng)化、容易觀察。經(jīng)過(guò)近些年國(guó)內(nèi)科技的飛速發(fā)展，在監(jiān)控系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域也取得了優(yōu)異的成績(jī)。采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和 I/O 產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。 Citech 的組態(tài)軟件腳本語(yǔ)言并非是面向?qū)ο蟮模穷愃朴贑 語(yǔ)言。組態(tài)軟件提供了資源管理器式的操作界面，并提供了以漢字 作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。無(wú)論是單用戶系統(tǒng)，還是多用戶系統(tǒng)， WinCC 均是較好的選擇。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控，產(chǎn)生功能報(bào)表，顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提供報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既適用于單機(jī)集中式控制、 DCS 分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程遇信能力的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)。 (3)良好的開放性 社會(huì)化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公 司的產(chǎn)品，―異構(gòu)‖是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。 (4)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù) 配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 (2)封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 的方法包裝起來(lái)，用戶不需掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可以是 一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。該頻率使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大，從而使實(shí)際供水壓力提高，在運(yùn)行過(guò)程中該過(guò)程將被重復(fù) ，直到實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。由于 PLC 和上位機(jī)具有良好的通信功能，此系統(tǒng)方便與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。 系統(tǒng)中主要依靠低壓控制系統(tǒng)采集到的傳感器信號(hào)通過(guò)比較判斷來(lái)控制水泵機(jī)組的使用的水泵個(gè)數(shù)以及通過(guò)變頻器改變水泵轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖児┧髁窟M(jìn)而使管網(wǎng)壓力保持恒定。 (2)信號(hào)機(jī)構(gòu)由水位傳感器、壓力變送器以及變頻器的頻率上下限報(bào)警，當(dāng)正常工作情況下首先由水位傳感器判斷水池水位是否在警戒水位若在警戒水位則不啟動(dòng)或立即斷開所有水泵，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 (3)控制部分主要由 PLC、變頻器和電氣元件設(shè)備構(gòu)成。變頻器有兩種工作狀態(tài)：循環(huán)式工作狀態(tài)和固定式工作狀態(tài)。 (4)電氣元件設(shè)備主要由接觸器、繼電器、開關(guān)、指示燈、喇叭等構(gòu)成。 (2)當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí)，通過(guò)壓力閉環(huán)和恒壓控制器，增加水泵的轉(zhuǎn)速到另一個(gè)新的穩(wěn)定值，反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時(shí)，通過(guò)壓力閉環(huán)和恒壓控制器，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個(gè)新的穩(wěn)定值。 (5)當(dāng)系統(tǒng)中只有 1 臺(tái)調(diào)速泵在工作，而調(diào)速泵的運(yùn)行頻率已降至下限頻率時(shí)，且滿足關(guān)泵條件，此時(shí)關(guān)閉調(diào)速泵。用戶界面的設(shè)計(jì)是本課題中最重要的一部分，作為上位機(jī)組態(tài)軟件系統(tǒng)與用戶交互窗口，用戶界面的好壞，在一定程度上決定著軟件受歡迎的程度。在工藝流程界面（圖 ）中，可以直觀的顯示水處理整個(gè)工藝，每個(gè)電機(jī)設(shè)備有遠(yuǎn)控、運(yùn)行、故障三個(gè)狀態(tài)，用戶可在監(jiān)控室了解當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。而對(duì)于恒壓供水系統(tǒng)的工藝流程界面的設(shè)計(jì)是最為復(fù)雜，工程量也是最大的一項(xiàng)。 在對(duì)象調(diào)色板（圖 ）窗口選擇“智能對(duì)象”，左擊加號(hào)，然后左擊里面的“畫面窗口”就可以在圖形編輯器中畫出所 需要的范圍。 （ 1）在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中選擇顯示庫(kù)，然后左擊全局庫(kù)中的 Siemens HMI Symbol Library 。將兩個(gè)部件合在一起就完成了一個(gè)池子，其它的池子也照這樣畫就可以了。樣式調(diào)色板 可以設(shè)置管道的背景顏色、背景線條等。 圖 畫面切換按鈕 按鈕的畫法，也是在“樣式選項(xiàng)板”中的“窗口對(duì)象”選擇按鈕。 圖 按鈕組態(tài)設(shè)置 設(shè)備控制界面 圖 按鈕的對(duì)象屬性 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 關(guān)于泵 /電機(jī)循環(huán)時(shí)間界面的設(shè)計(jì)： 關(guān)于泵 /電機(jī)循環(huán)時(shí)間監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單了，其中主要是用“對(duì)象調(diào)色板”中“標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象”的“靜態(tài)文本”。循環(huán)時(shí)間監(jiān)控界面一般是兩列多行，兩列靜態(tài)文本中時(shí)同一監(jiān)控對(duì)象的開時(shí)間和關(guān)時(shí)間；同種類型的監(jiān)控對(duì)象放在一起，有利于觀察分析。 圖 靜態(tài)文本的對(duì)象屬性 右擊“靜態(tài)文本”選擇“屬性”，就會(huì)彈出如圖 所示的對(duì)話框。在“輸入 /輸出域”中用戶可以根據(jù)不同的需 求來(lái)設(shè)置水泵和電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間的多少。 圖 413 系統(tǒng)監(jiān)控畫面 實(shí)時(shí)曲線以及歷史曲線顯示界面 在實(shí)時(shí)顯示界面中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示恒壓供水現(xiàn)場(chǎng)的壓力變量，并通過(guò)曲線圖顯示參數(shù)的趨勢(shì)。 時(shí)間軸是設(shè)定曲線開始的時(shí)間到結(jié)束的時(shí)間、每一段時(shí)間軸的時(shí)間是多少以及測(cè)量的點(diǎn)數(shù)等要素。 WinCC 與自動(dòng)化控制系統(tǒng)間的通訊是通過(guò)通訊驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而WinCC 項(xiàng)目與控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)過(guò)程變量來(lái)完成的。本系統(tǒng)創(chuàng)建的變量組如下圖 和圖 所示。左擊“變量記錄”窗口下的“歸檔組態(tài)”，會(huì)在右側(cè)出現(xiàn)歸 檔組態(tài)“ TagLogging Fast”。其它的變量根據(jù)不同的要求選擇不同的數(shù)據(jù)類型。選擇默認(rèn)“過(guò)程值歸檔”。 （ 4）單擊“應(yīng)用”按鈕。 （ 6）如果用戶需要更改已添加的歸檔變量，在表格窗口選擇需要更改的變量，單擊鼠標(biāo)右鍵，打開過(guò)程變量屬性對(duì)話框，再對(duì)其屬 性進(jìn)行更改。本系統(tǒng)中是使用 CP5611 通訊卡通過(guò) PROFIBUS連接 PLC的通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)上位機(jī) WinCC與下位機(jī) PLC之間的通信的。設(shè)置 報(bào)警的消息塊、消息類型、報(bào)警的歸檔和添加組態(tài)消息。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 報(bào)警記錄 WinCC 的報(bào)表系統(tǒng) 使用 WinCC 報(bào)表系統(tǒng)可以創(chuàng)建報(bào)表布局和打印輸出報(bào)表。 如表 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 記錄系統(tǒng) 日志對(duì)象 報(bào)警記錄系統(tǒng) 消息順序報(bào)表 消息報(bào)表 歸檔報(bào)表 變量記錄系統(tǒng) 變量記錄表格 變量趨勢(shì) 用戶歸檔運(yùn)行系統(tǒng) 用戶歸檔表 CSV 文件 CSV 數(shù)據(jù)源表 CSV 數(shù)據(jù)趨勢(shì) 通 過(guò) ODBC 記錄數(shù)據(jù) ODBC 數(shù)據(jù)庫(kù)域 ODBC 數(shù)據(jù)庫(kù)表 自身 COM 服務(wù)器 COM 服務(wù)器 硬拷貝輸出 硬拷貝 表 記錄的數(shù)據(jù)文檔類型 WinCC 監(jiān)控組態(tài)過(guò)程設(shè)計(jì) （一）、單擊 WinCC 項(xiàng)目管理器工具欄上的 按鈕，打開“ WinCC 資源管理器”對(duì)話框，如圖 所示。在 WinCC 項(xiàng)目管 理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理”。其分配表如表 42 所示 （三）、 WinCC 通訊中站地址和插曹號(hào)的設(shè)置 在 WinCC 里，單擊“屬性”按鈕，打開“連接參數(shù) — MPI”對(duì)話框。 單擊所顯示的驅(qū)動(dòng)程序前面的“ +”，將顯示當(dāng)前程序所有可用的通道單元。在隨后打開的如圖 所示的“連接屬性”對(duì)話框中輸入 NewConnection 作為邏輯連接名，單機(jī)“確定”按鈕。在前面已經(jīng)建立了一個(gè)命名為 PLC 的邏輯變量 單擊“變量管理” /SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE/MPI 前面的“ ”，展開各自節(jié)點(diǎn)，右擊出現(xiàn)的 NewConnection 節(jié)點(diǎn)，在 快捷菜單中選擇“新建變量”菜單項(xiàng)，如圖 所示。 必須給過(guò)程變量分配一個(gè)在 PLC 中的對(duì)應(yīng)地址，地址類型與通訊對(duì)象相關(guān)。 單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“地址屬性”對(duì)話框。圖形編輯器是對(duì)圖形系統(tǒng)的組態(tài)軟件，是用與創(chuàng)建過(guò)程畫面的編輯器。 （六）、主菜單畫面的編輯 打開主菜單畫面，在畫面中添加 8 個(gè)靜態(tài)文本、 3 個(gè)畫面切換按鈕、 3 個(gè)開關(guān) 3 個(gè)配煤倉(cāng)、 3 根皮帶、 2 個(gè)電機(jī)、 1 個(gè)碎煤機(jī)和若干個(gè)煤塊。 對(duì)于 WinCC 組態(tài)軟件對(duì)復(fù)雜工程設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)，這也是當(dāng)今自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域的一種必然趨勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展前景。 盡管本文設(shè)計(jì)基本滿足系統(tǒng)的要求，但還存在諸多需要多改進(jìn)之處。 在做本設(shè)計(jì)過(guò)程中我遇到了不少的困難，在此特別感謝李老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，在這期間李老師給我指出了設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足，給了我不少建議，鼓勵(lì)我獨(dú)立思考，多搜集資料并且磨煉了我的意志。本論文從選題到完成是在李老師的精心指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師的大量心