【正文】 警記錄 報警記錄 (alarm logging)負責采集和歸檔報警消息。 2) 圖形編輯器 圖形編輯器 (graphics designer)用于設計各種圖形畫面并使其動態(tài)化。 WinCC Microsoft SQL Server 2021(WinCC 以前版本采用 Sybase)數(shù)據(jù)庫進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時具有 Web 瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動態(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)實時數(shù)據(jù)平臺軟件。WinCC 將 Windows NT 應用程序的現(xiàn)代體系結構和使用方便的圖形設計程序集合在一起，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。 WinCC 組態(tài)軟件簡要介紹 工業(yè)組態(tài)軟件 Simatic WinCC 是德國西門子公司和微軟共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)，是世界上第一個集成的人機界面 (HMI)軟件系統(tǒng)，是結合西門子在過程自動化領域中的先進技術和微機軟件強大功能的產(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)得到廣泛的應用 [6]。 WinCC是采用了最新的 32 位技術的過程監(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)動程序。 組態(tài)王軟件是國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 Cit 公司的 Citech 組態(tài)軟件具有簡潔的操作方式，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為核心的自動控制技術的日趨完善和工程技術人員使用組態(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重于畫面，而是要考慮一些是指性的應用功能，如軟 PLC功能，先進性過程控制策略等。 Inter將是實現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎。可以預見，組態(tài)軟件與管理信息系統(tǒng)或領導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)。在生產(chǎn)制造過程中，需要現(xiàn)場的大量數(shù)據(jù) 進行流程分析和過程控制，以實現(xiàn)對生產(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。具體的實現(xiàn)方式可分為三種：一是內(nèi)置的類 C/Basic語言：二是采用微軟公司的 VB的編程語言：三是 有少數(shù)組態(tài)軟件采用面向?qū)ο蟮哪_本語言。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 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。 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，用戶可以進行應用配置。 系統(tǒng)設置組件 系統(tǒng)設置組件通常完成系統(tǒng)運行過程中的相關設置，如系統(tǒng)啟動畫面設置，用戶設置，密碼設置等功能。 設備管理組件 設備管理組件完成組態(tài)軟件與相關下層控制設備的通信組態(tài)設備，如與 PLC，智能儀表，各種數(shù)據(jù)采集板卡的連接等。實時數(shù)據(jù)庫是組態(tài)軟件中更為重要的一個組件。 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)場生 產(chǎn)過程的各種工藝過程人機界面的圖形組態(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，設備管理組件，系統(tǒng)設置組件與其他組件構成。 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，他們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 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。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案 如前所述，泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要由早期的單級繼電器控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)和基于現(xiàn)場總線技術的 PLC網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，根據(jù)羅家路泵站的工藝特點和要求 ，羅家路泵站的自動化改造采用基于現(xiàn)場總線技術的 PLC網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。 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。軟件要便于修改和增刪，具有通用性。 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。同時，一個成熟的計算機監(jiān)控系統(tǒng)不僅在所采用泵站能實現(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，這將給設計者和用戶帶來很大的方便，節(jié)約資金縮短投運周期。 良好的適應性和可移植性。 計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)對各種信息的采集和處理要滿足實時性的要求，對現(xiàn)場各種狀態(tài)變化要及時響應。應盡量采用標準零部件，便于硬件的更換。其二，是排錯上方便 .硬件的排列和安裝合理，配有明顯的指示或信號顯示，并配有查錯、診斷、故障報警程序，在故障出現(xiàn)時能及時對它定 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 7 位并排除。盡可能降低對操 作人員的專業(yè)技術知識的要求，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。第二，計算機技術發(fā)展十分迅速，硬件和軟件更新?lián)Q代的周期越來越短，采用先進的技術意味著延長系統(tǒng)的生命期限 :第三，計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)大多作為整套生產(chǎn)設備的一部分出現(xiàn)，而高技術含量往往又體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，先進技術的采用可以大大提高整套設備的附加值，帶來客觀的經(jīng)濟和社會效益。計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)設計的一個原則應當是不盲目追求新技術，而在技術 成熟的前提下盡量采用先進的技術。 技術上的先進性。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)，盡量采用標準化的功能模塊，尤其對接口的可靠性要給予特別的重視。計算機要能長期連續(xù)工作，要有較強的抗干擾能力和自檢、自恢復功能。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)往往負擔著重要的任務，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非計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)本身的造價所能比擬的。 監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計 監(jiān)控系統(tǒng)的設計特點 排水泵站監(jiān)控系統(tǒng)任務重大，根據(jù)其任務及系統(tǒng)要求， 監(jiān)控系統(tǒng)的設計應該具備以下幾個特點 [5]： 運行上的可靠性。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)的報表打印 。④控武漢科技大學本科畢業(yè)設計 6 制行為查詢。②各種監(jiān)控參數(shù)的曲線及趨勢 。③控制行為的動態(tài)存儲。 (5) 存儲功能 ①各種監(jiān)控參數(shù)的動態(tài)存儲 。③相關參數(shù)的歷史 曲線及趨勢顯示 。 (4) 主要設備的運行狀態(tài)顯示 ①工藝流程的動態(tài)顯示 。 ③能對監(jiān)控參數(shù)進行趨勢預報 :④能對監(jiān)控參數(shù)的異常狀態(tài)進行關聯(lián)分析。 (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 。 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)的控制臺實現(xiàn)對泵站設備的監(jiān)測、控制功 能，實現(xiàn)監(jiān)視泵站狀態(tài)和運行參數(shù)、接收故障報警信息、通過智能終端設備下達控制信號，并具有分級報警功能、操作權限管理功能、報表統(tǒng)計和打印功能等。在水位超出設備設定范圍時，或者系統(tǒng)的其它設備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠自動報警。設計要求，系統(tǒng)可以通過各種傳感設備自動監(jiān)測集水池水位，根據(jù)水位的高低來自動控制泵機的啟停，從而使集水池的水位保持在一個合適的位置。 武漢科技大學本科畢業(yè)設計 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。在本章中，對監(jiān)控系統(tǒng)設計的整個過程和步驟做了詳細的介紹和說明，并對重要的圖形界面分別做了說明。然后對本設計選擇的組態(tài)軟件 WinCC做了簡單的介紹。第二章主要對系統(tǒng)的工藝要求進行了說明，基本明確了系統(tǒng)的研究方法。全文共分 5章。 8. 現(xiàn)場設備更換和系統(tǒng)擴展更為方便。 6. 提高了系統(tǒng)測量與控制的精度。 4 維護開銷大幅度下降。 2. 表和輸入 /輸出轉換器 (卡件 )大量減少。它必將逐步取代傳統(tǒng)的獨立控制系統(tǒng)，集中采集控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)，成為本世紀自動控制系統(tǒng)的主流。 現(xiàn)場總線是當今 3C技術即通信 (Communication)技術、計算機 (Computer)技術、控制 (Control)技術發(fā)展的結合點，是網(wǎng)絡技術發(fā)展在控制領域的體現(xiàn)及其發(fā)展到現(xiàn)場的結果?，F(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化 (最底層 )的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場數(shù)字通信網(wǎng)絡，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡與控制系統(tǒng)的集成 。對現(xiàn)場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)絡控制系統(tǒng)的自身可靠性問題，現(xiàn)場總線技術在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的應用愈發(fā)廣泛了國際電工委員會 IEC61158對現(xiàn)場總線 (fieldbus)的定義是 :安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。 4. 系統(tǒng)不易擴展。所有的測量功能與采集功能均在工控機上，工控機負擔很重。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。由于現(xiàn)場設備相對分散，而所有的信號都要連接到工控機上，這導致施工不便，產(chǎn)生故障后不易查找與排除。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)集成和應用帶來許多問題。這種監(jiān)控系統(tǒng)在當時具有一定的先進性，但是還存在很多問題。 20 世紀 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。武漢市羅家路排水泵站當前的監(jiān)控系統(tǒng)還是這種比較老的系統(tǒng)，因此存在很多缺點，這也是對其進行改造的主要原因。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按需要組成復雜控制系統(tǒng)。因此泵站的控制和管理沒有形成區(qū)域化的網(wǎng)絡。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。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 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競爭等外部因素的推動下占主導地位。 ，為泵站的建設和管理提供了可靠有力的科學證據(jù)，為摸索城市排水規(guī)律，提高管理水平提供了方便條件。同時可減少運行人員，實現(xiàn)少人甚至無人值班，提高了勞動生產(chǎn)率，降低了運行費用和成本。 。 。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。 。在抗洪時各個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，武漢市政府決定對各大泵站進行自動化改造。通過構建泵站監(jiān)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)整個過程無人自動化已迫在眉睫。 泵站的特點 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，運行數(shù)據(jù)全部由人工記錄，人員勞動強度大，耗電量大，而且運行武漢科技大學本科畢業(yè)設計 2 數(shù)據(jù)的采集缺乏科學性，系統(tǒng)不易檢修。泵站的控制和監(jiān)控設備主要安裝于控制柜房內(nèi)。其水泵的電機是用的同步電動機，之所以使用同步電動機是因為大功率同步電動機功率因數(shù)高，在運行時，不僅不會使系統(tǒng)的功率因數(shù)降低，反而會改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，另外，同步電動機的體積一般也比異步電動機的要小。 ? 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，其進線是 10KV 高壓，通過幾級變壓，得到電機的額定電壓和 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部分組成： ? 出水閘門：此閘門主要是在冬季時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，當夏季到來時，此閘門關閉。隨著武漢市城市建設的迅速發(fā)展，市政污水泵站的規(guī)模在不斷地擴大，排水泵站的作用也越來越重要。在冬季，污水蓄水池的水位高于長江水位，因此污水池里面的水可以直接排入長江，而當夏季到來時，一旦污水蓄水池的水位低于長江水位，污水蓄水池里面的水就需要通過泵站排入長江。其中排水泵站有城市防洪的作用，所以在我國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，來實現(xiàn) PLC 與監(jiān)控機之間的通信及監(jiān)控機監(jiān)控畫面的制作。 PLC 通過模板實現(xiàn)就地的數(shù)據(jù)采集和控制，同時將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)傳至中控系統(tǒng)，并接受中控指令，實現(xiàn)遠程自動控制。 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的迅速發(fā)展，通過構建泵站監(jiān)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)整個過程無人自動化已迫在眉睫。每逢夏季到來，當污水蓄水池的水位低于長江水位時，污水蓄水池里面的水就必須通過泵站排入長江。 本科畢業(yè)論文 題目 ： 基于 WINCC的泵站控制系統(tǒng)設計 學 院 : 信息科學與工