【正文】 ............... 8 計(jì)算機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件介紹 ........................................... 8 組態(tài)軟件的組成 ............................................. 8 組態(tài)軟件的功能 ............................................. 8 組態(tài)軟件的選擇 ................................................... 9 國內(nèi)外流行的組態(tài)軟件 ....................................... 9 組態(tài)軟件的選擇 ............................................ 10 WinCC 組態(tài)軟件簡要介紹 ..................................... 10 WinCC 的系統(tǒng)構(gòu)成 ........................................... 10 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) IV WinCC 的性能特點(diǎn) ........................................... 11 4 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................... 13 WinCC 項(xiàng)目的建立 ................................................ 13 WinCC 項(xiàng)目管理器的介紹 ..................................... 13 項(xiàng)目的設(shè)置 ................................................ 13 為項(xiàng)目添加驅(qū)動程序 .............................................. 14 變量管理 ........................................................ 14 圖形的編輯 ...................................................... 16 圖形界面總述 .............................................. 17 圖形界面介紹 .............................................. 17 過程值歸檔及報(bào)警記錄 ............................................ 23 過程值歸檔 ................................................ 23 報(bào)警的記錄和顯示 .......................................... 24 用戶管理 ........................................................ 25 與 PLC 的連 接 .................................................... 26 運(yùn)行設(shè)置和激活 ................................................... 27 5 結(jié)束語 ............................................................... 29 總結(jié) ............................................................ 29 展望 ............................................................ 29 參考文獻(xiàn) ................................................................ 30 致 謝 ................................................................... 31 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 泵站簡介 泵站在城市排水中的作用 泵站 建設(shè)在我國已有近 40 年的歷史，其功能日趨完善。如果排水不及時(shí)，致使下水道堵塞和橋下積水過多，就會影響交通和環(huán)境，給城市居民的生活帶來諸多 不便。隨著武漢市城市建設(shè)的迅速發(fā)展，通過構(gòu)建泵站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程無人自動化已迫在眉睫。供水、灌溉、城市防澇、防洪等各用途的泵站，在各行各業(yè)中正起著越來越重要的作用。和大部分泵站一樣，羅家路排水泵站主要以下幾個(gè)部分組成： ? 出水閘門：此閘門主要是在冬季時(shí)用于自動排放集水渠里面的水，此閘門位于排水泵站的右側(cè)，當(dāng)夏季到來時(shí)，此閘門關(guān)閉。 泵站的特點(diǎn) 此泵站以前的控制系統(tǒng)是用的老的單級繼電器控制，其自動化監(jiān)控程度低，泵站管理全部是手工操作，運(yùn)行數(shù)據(jù)全部由人工記錄，人員勞動強(qiáng)度大，耗電量大，而且運(yùn)行武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 數(shù)據(jù)的采集缺乏科學(xué)性，系統(tǒng)不易檢修。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。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)。同時(shí)它采用了獨(dú)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。 4. 系統(tǒng)不易擴(kuò)展。 現(xiàn)場總線是當(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)場的結(jié)果。 6. 提高了系統(tǒng)測量與控制的精度。然后對本設(shè)計(jì)選擇的組態(tài)軟件 WinCC做了簡單的介紹。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)能夠自動報(bào)警。 (4) 主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示 ①工藝流程的動態(tài)顯示 。②各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢 。由于計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境一般都相對惡劣，而且計(jì)算機(jī)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(gè)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(jì)損失和對人們生活帶來的不便往往遠(yuǎn)非計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)本身的造價(jià)所能比擬的。計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制系統(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)。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，便于硬件的更換。 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。 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)使用最常見的 Windows XP系統(tǒng)，這里不再多做介紹。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是組態(tài)軟件中更為重要的一個(gè)組件。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 腳本語言編寫功能 腳本語言是擴(kuò)充組態(tài)系統(tǒng)功能的重要手段?？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(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)。 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(gè)調(diào)試環(huán)境。 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)趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報(bào)表等，因而在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用 [6]。 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態(tài)化。 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]。在此前提下， WinCC和 WinAC實(shí)現(xiàn)了西門子的基于陀的強(qiáng)大自動化解決方案。 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。包括運(yùn)行時(shí)顯示畫面的形式 (如是否全屏顯示等 )、啟動畫面、運(yùn)行的控制模塊等。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。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。 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。 如圖 所示。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(shí)從中選取即可。其中退出按鈕選擇登錄界面。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)水流的動態(tài)效果，還有前池液位，外江液位以及各個(gè)水泵的啟動次數(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。界面上還顯示了冷卻水池的液位和前池液位。“分閘”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”。電機(jī)柜界面如下圖 所示。雨量計(jì)界面如下圖 所示。 1泵操作界面如圖 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。包括設(shè)置歸檔的常規(guī)信息和歸檔參數(shù)。 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。 d) 組態(tài)報(bào)警控件。它與 Windows NT 的用戶管理員系統(tǒng)分開獨(dú)立操作，只是界面是相似的。 分別對變量進(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。這樣在點(diǎn)擊退出按鈕時(shí)，就會出現(xiàn)一個(gè)退出確定畫面。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。設(shè)置窗口如上圖 所示。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(jìn)行熟練操作。Realtime fieldbus munications using Profibus works。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。 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(shí)時(shí)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(gè)功能強(qiáng)大、安全可靠、操作簡單、維護(hù)方便的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將會成為一個(gè)重要的研究課題，將會關(guān)系著企業(yè)整個(gè)自動化系統(tǒng)運(yùn)行的性能。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 5 結(jié)束語 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)開發(fā)的排水泵站自動監(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。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。 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。組態(tài)方式允許生成用戶組，用戶和權(quán)限級。 e) 根據(jù)需要設(shè)置 WinCC 報(bào)警控件的屬性對話框。當(dāng)生產(chǎn)過程發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)會自動觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警信息項(xiàng)，此信息會馬上顯示到報(bào)警信息表中。可根據(jù)需要在屬性對話框中設(shè)置歸 檔變量的名稱、歸檔類型 、采集周期、歸檔周期及歸檔數(shù)據(jù)記錄條數(shù)等屬性，如圖 所示。 圖 1勵磁柜曲線 過程值歸檔及報(bào)警記錄 過程值歸檔 根據(jù)需要，系統(tǒng)需要對系統(tǒng)的很多參數(shù)進(jìn)行歸檔，以便能在上位機(jī)方便的觀測到該變量的歷史曲線，通過這些曲線，操作人員可以及時(shí)準(zhǔn) 確的了解泵站的運(yùn)行情況。和泵操作界面一樣，風(fēng)機(jī)操作界面也顯示在泵操作界面上。 月雨量界面顯示的是月雨量曲 線，該界面也可以和日雨量曲線和雨量計(jì)界面相互切換。因?yàn)楦邏菏鹿史浅ＮｋU(xiǎn)，所以高壓室內(nèi)的故障要及早發(fā)現(xiàn)并及時(shí)做出處理。變壓器界面如下圖 所示。 圖 排水泵界面 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 冷卻水界面 勵磁柜界面是監(jiān)控 4 個(gè)勵磁柜的勵磁電壓電流等參數(shù)和勵磁柜的工作狀態(tài)的界面。其中風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)通過“風(fēng)機(jī)無故障”和“風(fēng)機(jī)有故障”兩個(gè)文本顯示，這兩個(gè)文本在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)編組并合并在一起，每次只能顯示一個(gè)文本，兩個(gè)文 本的顏色也不一樣，“風(fēng)機(jī)無故障”的背景色設(shè)置為黃色，而“風(fēng)機(jī)有故障”設(shè)置為紅色，用以區(qū)別。下面對主要界面分別進(jìn)行介紹。這樣就可