【正文】 警記錄 報(bào)警記錄 (alarm logging)負(fù)責(zé)采集和歸檔報(bào)警消息。 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。 WinCC Microsoft SQL Server 2021(WinCC 以前版本采用 Sybase)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時(shí)具有 Web 瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長(zhǎng)在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)畫面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中 MES 和 ERP 系統(tǒng)首選的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件。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，建立完整的過程監(jiān)控解決方案。 WinCC 組態(tài)軟件簡(jiǎn)要介紹 工業(yè)組態(tài)軟件 Simatic WinCC 是德國(guó)西門子公司和微軟共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)，是世界上第一個(gè)集成的人機(jī)界面 (HMI)軟件系統(tǒng)，是結(jié)合西門子在過程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微機(jī)軟件強(qiáng)大功能的產(chǎn)物 [6]。 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是采用了最新的 32 位技術(shù)的過程監(jiān)控的軟件，具有良好的開放性和靈活性。組態(tài)軟件也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。 組態(tài)王軟件是國(guó)家第一家較有影響力的組態(tài)軟件開發(fā)公司產(chǎn)品。 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 Cit 公司的 Citech 組態(tài)軟件具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操 作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。 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)性過程控制策略等。 Inter將是實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎(chǔ)?？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)。在生產(chǎn)制造過程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù) 進(jìn)行流程分析和過程控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的調(diào)整和優(yōu)化。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。具體的實(shí)現(xiàn)方式可分為三種：一是內(nèi)置的類 C/Basic語(yǔ)言：二是采用微軟公司的 VB的編程語(yǔ)言：三是 有少數(shù)組態(tài)軟件采用面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言。 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。 組態(tài)軟件的功能 常見的組態(tài)軟件一般都有以下基本功能： 數(shù)據(jù)采集功能 大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集程序，用戶可以進(jìn)行應(yīng)用配置。 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。 設(shè)備管理組件 設(shè)備管理組件完成組態(tài)軟件與相關(guān)下層控制設(shè)備的通信組態(tài)設(shè)備，如與 PLC，智能儀表，各種數(shù)據(jù)采集板卡的連接等。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。 圖形組態(tài)組件 圖形組態(tài)組件也稱為畫面開發(fā)系統(tǒng)，借助畫面開發(fā)系統(tǒng)，可以完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生 產(chǎn)過程的各種工藝過程人機(jī)界面的圖形組態(tài)。 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。 組態(tài)軟件的組成 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，他們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境。 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。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案 如前所述，泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要由早期的單級(jí)繼電器控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)和基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的 PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，根據(jù)羅家路泵站的工藝特點(diǎn)和要求 ，羅家路泵站的自動(dòng)化改造采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的 PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 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。軟件要便于修改和增刪，具有通用性。 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。同時(shí)，一個(gè)成熟的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不僅在所采用泵站能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控并體現(xiàn)良好的工作特性，在做少量的軟、硬件修改后，就能適用于其它的泵站，這將給設(shè)計(jì)者和用戶帶來(lái)很大的方便，節(jié)約資金縮短投運(yùn)周期。 良好的適應(yīng)性和可移植性。 計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各種信息的采集和處理要滿足實(shí)時(shí)性的要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種狀態(tài)變化要及時(shí)響應(yīng)。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，便于硬件的更換。其二，是排錯(cuò)上方便 .硬件的排列和安裝合理，配有明顯的指示或信號(hào)顯示，并配有查錯(cuò)、診斷、故障報(bào)警程序，在故障出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)對(duì)它定 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 位并排除。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)或通過說(shuō)明書能掌握和熟悉操作使用。第二，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，硬件和軟件更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，采用先進(jìn)的技術(shù)意味著延長(zhǎng)系統(tǒng)的生命期限 :第三，計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)大多作為整套生產(chǎn)設(shè)備的一部分出現(xiàn)，而高技術(shù)含量往往又體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，先進(jìn)技術(shù)的采用可以大大提高整套設(shè)備的附加值，帶來(lái)客觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。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)。 技術(shù)上的先進(jìn)性。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)要能長(zhǎng)期連續(xù)工作，要有較強(qiáng)的抗干擾能力和自檢、自恢復(fù)功能。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。 監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 排水泵站監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)重大，根據(jù)其任務(wù)及系統(tǒng)要求， 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該具備以下幾個(gè)特點(diǎn) [5]： 運(yùn)行上的可靠性。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 。④控武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 制行為查詢。②各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢(shì) 。③控制行為的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。 (5) 存儲(chǔ)功能 ①各種監(jiān)控參數(shù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ) 。③相關(guān)參數(shù)的歷史 曲線及趨勢(shì)顯示 。 (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 。 ③能對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)報(bào) :④能對(duì)監(jiān)控參數(shù)的異常狀態(tài)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。 (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) 。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求 泵站的監(jiān)控系統(tǒng)是在泵站控制室內(nèi)的控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制功 能，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視泵站狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)、接收故障報(bào)警信息、通過智能終端設(shè)備下達(dá)控制信號(hào)，并具有分級(jí)報(bào)警功能、操作權(quán)限管理功能、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和打印功能等。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。設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)可以通過各種傳感設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測(cè)集水池水位，根據(jù)水位的高低來(lái)自動(dòng)控制泵機(jī)的啟停，從而使集水池的水位保持在一個(gè)合適的位置。 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。在本章中，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程和步驟做了詳細(xì)的介紹和說(shuō)明，并對(duì)重要的圖形界面分別做了說(shuō)明。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。第二章主要對(duì)系統(tǒng)的工藝要求進(jìn)行了說(shuō)明，基本明確了系統(tǒng)的研究方法。全文共分 5章。 8. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備更換和系統(tǒng)擴(kuò)展更為方便。 6. 提高了系統(tǒng)測(cè)量與控制的精度。 4 維護(hù)開銷大幅度下降。 2. 表和輸入 /輸出轉(zhuǎn)換器 (卡件 )大量減少。它必將逐步取代傳統(tǒng)的獨(dú)立控制系統(tǒng)，集中采集控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)，成為本世紀(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。 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。現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化 (最底層 )的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成 。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。由于從根本上解決了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的自身可靠性問題，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛了國(guó)際電工委員會(huì) IEC61158對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線 (fieldbus)的定義是 :安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。 4. 系統(tǒng)不易擴(kuò)展。所有的測(cè)量功能與采集功能均在工控機(jī)上，工控機(jī)負(fù)擔(dān)很重。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。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)分散，而所有的信號(hào)都要連接到工控機(jī)上，這導(dǎo)致施工不便，產(chǎn)生故障后不易查找與排除。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(lái)許多問題。這種監(jiān)控系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)具有一定的先進(jìn)性，但是還存在很多問題。 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。武漢市羅家路排水泵站當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)還是這種比較老的系統(tǒng)，因此存在很多缺點(diǎn)，這也是對(duì)其進(jìn)行改造的主要原因。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)。因此泵站的控制和管理沒有形成區(qū)域化的網(wǎng)絡(luò)。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。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 縱觀控制系統(tǒng)的發(fā)展過程，任何一種新的控制系統(tǒng)的出現(xiàn)都是針對(duì)舊的控制系統(tǒng)存在的缺陷而給出的解決方案，并在用戶需求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等外部因素的推動(dòng)下占主導(dǎo)地位。 ，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。同時(shí)可減少運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)少人甚至無(wú)人值班，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了運(yùn)行費(fèi)用和成本。 。 。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。 。在抗洪時(shí)各個(gè)排水泵站的作用顯得格外重要，因此，為了提高城市的防洪排澇能力，武漢市政府決定對(duì)各大泵站進(jìn)行自動(dòng)化改造。通過構(gòu)建泵站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程無(wú)人自動(dòng)化已迫在眉睫。 泵站的特點(diǎn) 此泵站以前的控制系統(tǒng)是用的老的單級(jí)繼電器控制，其自動(dòng)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(dòng)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。泵站的控制和監(jiān)控設(shè)備主要安裝于控制柜房?jī)?nèi)。其水泵的電機(jī)是用的同步電動(dòng)機(jī)，之所以使用同步電動(dòng)機(jī)是因?yàn)榇蠊β释诫妱?dòng)機(jī)功率因數(shù)高，在運(yùn)行時(shí)，不僅不會(huì)使系統(tǒng)的功率因數(shù)降低，反而會(huì)改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，另外，同步電動(dòng)機(jī)的體積一般也比異步電動(dòng)機(jī)的要小。 ? 供電區(qū)：為了保證泵站的可靠工作，泵站供電直接通過高壓輸電線提供，其進(jìn)線是 10KV 高壓，通過幾級(jí)變壓，得到電機(jī)的額定電壓和 220V 的低壓生活用電電壓。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(dòng)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(lái)時(shí)，此閘門關(guān)閉。隨著武漢市城市建設(shè)的迅速發(fā)展，市政污水泵站的規(guī)模在不斷地?cái)U(kuò)大，排水泵站的作用也越來(lái)越重要。在冬季，污水蓄水池的水位高于長(zhǎng)江水位，因此污水池里面的水可以直接排入長(zhǎng)江，而當(dāng)夏季到來(lái)時(shí)，一旦污水蓄水池的水位低于長(zhǎng)江水位，污水蓄水池里面的水就需要通過泵站排入長(zhǎng)江。其中排水泵站有城市防洪的作用，所以在我國(guó)各大城市均有排水泵站的身影。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(lái)越重要的作用。其開發(fā)是利用的西門子產(chǎn)品WinCC(Windows Control Center，窗口控制中心 )組態(tài)軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn) PLC 與監(jiān)控機(jī)之間的通信及監(jiān)控機(jī)監(jiān)控畫面的制作。 PLC 通過模板實(shí)現(xiàn)就地的數(shù)據(jù)采集和控制，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)傳至中控系統(tǒng)，并接受中控指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。 羅家路排水泵站監(jiān)控系統(tǒng)由泵站控制系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)組成。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(wú)人自動(dòng)化已迫在眉睫。每逢夏季到來(lái)，當(dāng)污水蓄水池的水位低于長(zhǎng)江水位時(shí)，污水蓄水池里面的水就必須通過泵站排入長(zhǎng)江。 本科畢業(yè)論文 題目 ： 基于 WINCC的泵站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 : 信息科學(xué)與工