【正文】 手動操作方式：控制系統(tǒng)的延時關(guān)系被解除，但聯(lián)鎖關(guān)系仍然存在。 腳本程序的設(shè)置可以通過運行策略中的循環(huán)策略功能構(gòu)建來實現(xiàn)。 (6)完善菜單按鈕功能 包括對菜單命令、控制器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立安全機制等。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱、編織工程菜單、設(shè)計封面圖形、確定自動啟動窗口、設(shè)計動畫刷新周期、指定數(shù)據(jù)庫存批文件名稱及存盤時間等。通過不同 MCGS 工作站間可交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式采集和監(jiān)控，它為工程技術(shù)問題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集、到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等環(huán)節(jié)均有功能組建和常用功能庫可供選用。 使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計算機圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來。調(diào)速范圍 :1： 10。 維護(hù)方便 下位機為智能部件可獨立工作，維護(hù)方便 。 (4)采用固化在 ROM中的標(biāo)準(zhǔn)化控制模塊，避免了因軟件設(shè)計不當(dāng)，造成編制程序和調(diào)試失誤引起的降低系統(tǒng)可靠性的問題，提高了軟件的可靠性 。 (2)從經(jīng)濟上考慮 ，比國外軟件便宜很多。 (3)修改方便 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用編碼的模塊化和復(fù)用性使 CONCEPT 成為高效的編程環(huán)境。它包括對泵站主機運行參數(shù)的測量、控制、保護(hù)、相應(yīng)的輔助設(shè)備、以及水情數(shù)據(jù)的收集處理。 三臺 監(jiān)控計算機 均 采用 研華 POS818，普通顯示器 19寸， 提供友好、豐富的人機界面，對循環(huán)水系統(tǒng)運行狀況進(jìn)行全面監(jiān)控畢業(yè)設(shè)計說明書 10 并有協(xié)調(diào)下位機進(jìn)行主控的作用 。 (4)系統(tǒng)擴展靈活，重組容易。各系統(tǒng)自上而下逐層分解，直至完成所要求的功能，并在設(shè) 計中盡量減少模塊間數(shù)據(jù)、控制參數(shù)的傳遞，以減少相關(guān)性。 (2)工作泵出現(xiàn)故障后 自動切換到備用泵。研究的目的就是要建立一套集生產(chǎn)、控制、監(jiān)測為一體的循環(huán)水監(jiān)控信息平臺，研究的主要內(nèi)容包括變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速、 PLC程序控制現(xiàn)場器件的運行、 MCGS組態(tài)軟件監(jiān)控現(xiàn)場運行情況、網(wǎng)絡(luò)的通訊方式、為用戶提供數(shù)據(jù)查詢、在線即時信息查詢、報表輸出等功能，通過對泵的變頻調(diào)速，實現(xiàn) 恒壓供水，提高運作效率、降低成本、提高服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)更大的利潤和社會效益。它的結(jié)構(gòu)是 一個分布式系統(tǒng)，從整體邏輯上講是一個分支樹結(jié)構(gòu)，這與工業(yè)生產(chǎn)過程的行政管理結(jié)構(gòu)相一致，它是管理集中，控制分散。 1962年，英國 ICI公司安裝了一種 Ferranti Argus計算機控制系統(tǒng)，替代了全部模擬控制儀表，即模擬技術(shù)由數(shù)字技術(shù)來代替，而控制功 能保持不變。如日本水 管理系統(tǒng)幾乎全部實現(xiàn)了計算機自動監(jiān)控，微機監(jiān)控系統(tǒng)大多采用分層分 布 式結(jié)構(gòu)。對于過去需要幾個月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。 本文利用組態(tài)軟件和 PLC解決了大型泵站計算機的監(jiān)控問題，方便有效的實現(xiàn)了泵站的自動化監(jiān)控。一般在一個水系設(shè)一個中央管理站，各個泵站、水工建筑物、渠 道等設(shè)置分站，各個分站根據(jù)需要設(shè)置若干個現(xiàn)場單元，各層次之間通過網(wǎng)絡(luò)通訊交換 信息。這是集中式計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用的開端。 計算機監(jiān)控系統(tǒng)目前尚無確切的定義，其實質(zhì)是利用計算機對生產(chǎn)過程進(jìn)行 集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。 本統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)了： (1)計算機控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計及硬件配置。 (3)必須的保護(hù)功能（包括短路、卻相、過載、過壓、欠壓等）。 (2)可靠性 。 (5)模塊化兼容的應(yīng)用軟件 。 在不使用上位機進(jìn)行監(jiān)視時， ACC水循環(huán) 系統(tǒng)一樣會正常工作。實現(xiàn)主室內(nèi)集中數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場分散控制和保護(hù)，并能通過計算機網(wǎng)絡(luò)將泵站的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)實時、真實地展現(xiàn)在各級管理人員面前。如果一些特定的算法或標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯需要改變 ，例如電機啟動電路，編程者只需要修改一次，而無需考慮在其程序中要調(diào)用多少次。由于是國內(nèi)軟件，在對不同設(shè)備（ 如 變 頻 器；智能表）的驅(qū)動的開發(fā)上周期短。 (5)系統(tǒng)具有較完善的自診斷功能，發(fā)現(xiàn)故障時能及時通過報警裝置發(fā)出報警信號。 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 第三章 系統(tǒng)硬件配置 選型 上位機 硬件設(shè)備： 研華 POS818，普通顯示器 19寸共 3臺。 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 電機 銘牌上所示功率 (KW) 160 200 視在功率 (KVA) 225 280 電源 線電流 (A) 290 360 ATV62 額定電 流 (A) 325 404 最大瞬時電流 (A) 487 606 額定負(fù)載下耗散功率 (KW) 4000 5000 型號 ATV62C23Q ATV62C28Q 軟啟動器 軟起動器是一種起動籠型異步電動機的新設(shè)備，它可以使電機的起動電流以恒定的斜率平穩(wěn)升，對電網(wǎng)無沖擊；起動電流不受電網(wǎng)波動影響；減少起動轉(zhuǎn)矩對負(fù)載的沖擊；并有過載和缺相保護(hù)等功能。 處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警 存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點進(jìn)行方案設(shè)計和組態(tài)配置，即可生產(chǎn)用戶軟件系統(tǒng)，它具有良好的擴充性，它的擴充是基于微軟公司的 OLE 技術(shù)來實現(xiàn)的。 (2)設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。 畢業(yè)設(shè)計說明書 45 (7)編寫程序調(diào)試工程 利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。 畢業(yè)設(shè)計說明書 47 運行 為了能夠直觀的監(jiān)控數(shù)據(jù)上位軟件畫面由以下畫面和組件構(gòu)成。 當(dāng)水泵組啟動運行時，水泵顏色顯示藍(lán) 色 ，運行指示燈為綠色 ,停止指示燈為灰色，水管中水開始流動。 當(dāng)按下自動操作按鈕畢業(yè)設(shè)計說明書 50 時，水泵組啟動運行 。下圖為腳本程序 的部分程序圖。 (5)編寫控制流程程序 在運行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)建箱中，選擇所需功能 功能構(gòu)建用來編寫工程控制程序。 (1)主控窗 口：負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。 MCGS充分利用了分布式計算機協(xié)同工作的技術(shù)來使 分散在不同地方的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。 如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。三相電源電壓 :380V～ 460V,50HZ/60HZ。規(guī)模越大，平均每個回路的投資費用越低。 (3)控制單元就地安裝并進(jìn)行控制，只把必要的信息通過通信系統(tǒng)提供給系統(tǒng)共享，使電纜大大地減少，從而減少了傳輸線路引入的干擾信號。畫面簡潔美觀，操作方法簡單。這些 DFB 可以被寫入梯形圖、功能塊圖、結(jié)構(gòu)化文本或指令表中。 該 水處理系統(tǒng) 是集監(jiān)督、測量、控制、保護(hù)、信號、管理等于一體的計算機綜合自動化系統(tǒng)。遠(yuǎn)程 HMI位于 ACC控制室，所有畫面都與本地 HMI相同， ACC操作人員可以通過遠(yuǎn)程 HMI了解水 處理系統(tǒng)的工作狀況。 (3)故障診斷實時性 在一個控制周期內(nèi)實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)的各種 I/O 模板的自診斷，發(fā)現(xiàn)故障立即進(jìn)行切換和報警。 系統(tǒng)設(shè)計原則 (1)模塊化。 循環(huán)水系統(tǒng)示意圖如下： 畢業(yè)設(shè)計說明書 7 設(shè)計要求 (1)水泵起?？刂埔缶哂凶詣雍褪謩觾煞N功能。 本課題集自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和計算機技術(shù)于一體。 2)70 年代中期至 80年代后期的集散型計算機控制系統(tǒng)（計算機監(jiān)控系統(tǒng)） 1975年美國 Honeywell公司推出的 TDC2021集散型計算機控制系統(tǒng) (亦稱分布式計算機控制系統(tǒng)或集散控制系統(tǒng) )標(biāo)志著計算機控制系統(tǒng)正式走向集散化。到了 50年代后期，由于在計算機上提供了與過程裝置之間的接口，人們開始試驗用直接連接的方法使計算機與變送器和執(zhí)行器之間的信號雙向傳遞都不用人工干涉，但這時傳遞的信號都是模擬電量信號，計算機不可能與現(xiàn)場裝置離得太遠(yuǎn)，每臺計算機所控制和管理的過程裝置量很少，多數(shù)情況下的應(yīng)用為單回路控制。 國外不少泵站微機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展比較成熟，泵站自動化水平比較高。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個問題。 我國水利系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用由于多種原因尚處于起步階段。由于可靠性高，不少泵站己實現(xiàn)“少人值守，無人值守，如新川河口裝有6臺 貫流 式軸流泵，該站的主機以及輔機均由中央控制室遠(yuǎn)距離操作。 集中式計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了直接數(shù)字控制 (DDC)、集中型計算機控制系統(tǒng)和分層計算機控制系統(tǒng)。它是由計算機技術(shù)、信 號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機接口技術(shù)等相互發(fā)展?jié)B透而產(chǎn) 生的，既不同于分散的儀表控制系統(tǒng)，也不同于集中式計算機控制系統(tǒng)，它是吸 收了兩者的優(yōu)點，在它們的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門系統(tǒng)工程技術(shù)，具有很強的生 命力和顯著的優(yōu)越性。 (2)監(jiān)視和監(jiān)測水循環(huán)系統(tǒng)的運行狀況 。 (4)要求 AI36 點， AO14 點， DI180 點， DO100 點， ACC 循環(huán)水高位水箱水位和壓力恒定，側(cè)噴泵組水流量保持為 300 立方米 /小時。采用熱備用方式 ，三臺工頻泵采用兩用一備方式運行，變頻泵采用兩用一 備或一用一備的方式運行，并在無故障時工作泵 運行一定時間后自動切換 到備用泵，以便使所有的泵交替運行，保證水泵的壽命。 泵站 SCADA 主站計算機系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)，有利于將來系統(tǒng)的升級。此時，系統(tǒng)是通過下位機即 PLC進(jìn)行單獨工作的 ， 并且系統(tǒng)的工作狀態(tài)是自動工作狀態(tài) 。 軟件 及網(wǎng)絡(luò)通訊 設(shè)計 下位機軟件 PLC 程序的錄入可采用編程器完成 ,但這種方 式給稍大一些的程序調(diào)試帶來了困難。 (4)具有離線仿真功能 。 (3)它 充分利用了 Windows 圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點，必以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性。 控制功能完善 本設(shè)計通過 PID控制器 可以執(zhí)行 PID控 制運算，可以進(jìn)行連續(xù)的反饋控制，邏輯控制等適應(yīng)能力強。 操作系統(tǒng)： Windows98/NT/2021 應(yīng)用軟件： 全中文 工控組態(tài)軟件 MCGS 下位機 系統(tǒng)中的 十 七個 水 泵 PLC 控制系統(tǒng)均由 施耐德 公司提供的基本模塊化控制器組成，它包括機架、電源、處理器 (CPU)、各種輸入 /輸出 (I/O)模塊和一個編程用的操作員接口設(shè)備。我們選用 SCHNIDER公司的 ATS 46系列軟啟動器。 各類報表的生成和打印輸出。 VB、 VC 都充分支持 OLE 技術(shù)，用戶畢業(yè)設(shè)計說明書 43 可以在自己編織的軟件中，通過 OLE 自動化調(diào)用來控制實時數(shù)據(jù) 庫的讀寫操作、運行策略、用戶窗口及設(shè)備的運行，同時可利用這些工具來開發(fā)擴充構(gòu)件。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備、注冊設(shè)備驅(qū)動程序、定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的變量。 (8)連接設(shè)備驅(qū)動程序 選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量 的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。 登錄： 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入運行環(huán)境時出現(xiàn)以下對話框 MCGS 組態(tài)軟件提供了一套完善的安全機制，用戶能夠自由組態(tài)控制菜單、按扭和退出系統(tǒng)的操作權(quán)限，只允許有操作權(quán)限的人員才能進(jìn)入運行環(huán)境并對某些功能進(jìn)行操作。若水泵 出現(xiàn) 過載 則 該泵 故障指示燈顯示為黃色，并且系統(tǒng) 自動 停止過載泵（停止 指示燈 顯示紅色），切換到備用泵 （備用泵運 行指示燈顯示綠色）。 自動操作方式：由控制系統(tǒng)自動完成必要的操作過程。 此外，在畫面中顯示的時間及自動運行 功能等也是通過腳本程序來實現(xiàn)的。后一部分則設(shè)置 圖形的動畫屬性，與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。 MCGS 組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu) : 畢業(yè)設(shè)計說明書 44 MCGS 工程的五大部分 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口 、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。其設(shè)計目標(biāo)是瞄準(zhǔn)高檔 PC 機和高檔主流操作系統(tǒng)，充分利用高檔 PC機的低價格、高性能來為工業(yè)應(yīng)用級的用戶提供安全、快速而可靠的服務(wù)。下面是組態(tài)軟件主要解決的問題。90KW,280KW 的電動機，變頻器選用 ATV38 系列節(jié)能型變頻器 ,其功率范圍為 :～ 315KW。在價格方面，目前在國外，控制回路生產(chǎn)過程采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)的投資，己經(jīng)與采用模擬儀表相當(dāng)。 (2)對系統(tǒng)中影響全局的關(guān)鍵設(shè)備，如數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，上位機接口和電源等，采用雙重化冗余技術(shù)。 使用 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)，該軟件有以下特點： (1)在 Microsoft Windows 98/NT/2021 平臺上運行，軟件性能優(yōu)異，運行穩(wěn)定。 (2)功能強大 CONCEPT 為編程者提供生成派生 功能塊或 DFB（導(dǎo)出功能塊）標(biāo)準(zhǔn)庫的功能，并可在 CONCEPT 應(yīng)用程序中反復(fù)調(diào)用。 (5)系統(tǒng)構(gòu)成擴展方便抗干擾性能好 。 上位 監(jiān)測系統(tǒng)由 MCGS（ HMI）軟件組態(tài)，用于監(jiān)控水處理站的系統(tǒng)運行過程 。自動化儀表驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)均選用可靠設(shè)備。該系統(tǒng)能夠自動地監(jiān)測整個循環(huán)水泵的運行狀況。側(cè)噴泵組為 2 臺 16