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基于WinCC的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

文檔作者：張文亮文檔來源：湖南華億電子工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月10日
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軟件設(shè)計與開發(fā) 忙：籌基于WinCC的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(湖荊。電子工程霜荔湖南株帥剮摘要曲T滿足污術(shù)《理自動控制的需要，在深凡研究7日水n理自動控Ⅻ特i日基礎(chǔ)t，應(yīng)月1業(yè)蛆盎軟件WinCC}宣7相口的上住機}統(tǒng)。并且討論7針對十#*處理∞杖、硅件構(gòu)成“廈開發(fā)過程中遇到日目題和解女i*關(guān)鍵詞：污術(shù)＆理wⅢflc監(jiān)控系統(tǒng)PEC中閏分類號：TP273 文獻標識碼：A 文童編號：】007—9416(2011)07．0108．02隨著技術(shù)進步，我國：【業(yè)企業(yè)規(guī)模目益壯大，先進沒備廣泛應(yīng)用，工藝科技含量越來越高。但是相比之F，在許多企_L的污水處理中自動化程度不高，采蜊的軟硬件落后，甚至有的控制點還依賴于人工操作，無形中制約r企業(yè)技術(shù)先進化的發(fā)展。為此．本系統(tǒng)采用西門子的s7 300 PLC為控制器和WteCC為監(jiān)控軟件開發(fā)丁輯水處理廠的監(jiān)控系統(tǒng)。1、污水處理監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成11監(jiān)控要求現(xiàn)場控制站分別為粗格柵機及提升泵房、污泥脫水機房，分別有西門子s7—300 Pi．C各一套。籽現(xiàn)場檢測儀表與控制設(shè)備接人各現(xiàn)場控制站，通過咀^網(wǎng)將上位機與PLC進行連接，系統(tǒng)硬件組成如圖1所示。粗格櫥及提升泵房：(1)格柵機：泵站裝有格柵機2臺，井裝有渡位計．來檢測格柵機前后液位差。通過格柵機前后蔽位差的檢測，提示或自動啟動格柵機，肚清除、處理附著在格柵上的污物。操作者可咀監(jiān)控畫面上對格柵機的操作，同時顯示出啟停狀態(tài)以及液位等數(shù)據(jù)。(2)污水泵房：污水泵房內(nèi)布置4臺污水提升泵。泵房內(nèi)壁裝有液位計，咀實時檢鍘污水液位。通過PLC．提升象將根據(jù)泵的狀態(tài)、液位等自動投切。當泵處于工作狀態(tài)時．泵的葉片可咀旋轉(zhuǎn)隊增加粗格柵及提H泵房r1 cH水脫水機腑I·LC圍1 wmcC軟件圖F均1 WinCC soflware chart污泥脫水機房：(1)脫水離心機夫、小端軸承溫度檢測顯爪及扭矩的檢測與顯示。(2)能夠檢測各單套脫水系統(tǒng)、配藥系統(tǒng)及共用系統(tǒng)中如上相關(guān)控制設(shè)備的工作狀憊并顯示。1 2上往機上位機是整個控制系統(tǒng)信息交換的界面，主要完成系統(tǒng)組態(tài)、tj水處理丁藝參數(shù)顯示毆各Jd行狀志姓，H超限報管等功能。采州兩臺工控汁算機，分別用丁監(jiān)控和管理，井實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享。這種結(jié)構(gòu)可使牛產(chǎn)過程中的信包集中管理畎文現(xiàn)整體操作、管理和優(yōu)化、同時也使控制危險分散提高系統(tǒng)的可靠性。l 3監(jiān)控軟件的選取工控組態(tài)軟件WinCC(Windows Control Center)是全集成自動化系統(tǒng)的重要組成部分．確保與各個品牌PLC連接的方便和通訊的高效，它包括圖形設(shè)計器報警歸檔．壹量歸擋，報表設(shè)計用戶管理等功能，支持OPC和腳車語言．為工業(yè)控制中的通訐L和組戀提供了強有力的幫助。另外，監(jiān)控系統(tǒng)下位機選Ⅲ的是s7—300系列污東處理監(jiān)摔系統(tǒng)圍2登陸畫面Fig 2Logon screen —嚴●一煅每H赫J螋圖3上位機監(jiān)控畫面Fig 3 Supervisioninterface of upper computer萬方數(shù)據(jù)軟件設(shè)計與開發(fā)PLC，與WinCC同為德國西門子公司的產(chǎn)品，WinCC本身提供$7-300 PLC的驅(qū)動，使得PLC與上位機的連接更加方便。2、系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)2．1 WinCC與PLC的通訊上位機采用研華工控機。通過以太網(wǎng)與下位機PLC實時通訊。與傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)相比，以太網(wǎng)成本低、速度超乎想象的快，并且技術(shù)成熟，在技術(shù)升級方面無需獨自的研究投入，同時可以保證實時性不會破壞，結(jié)臺．TCP／IP協(xié)議，采用高實時性的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和交換控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實現(xiàn)完全控制型的監(jiān)控。首先在WinCC軟件“變量管理”選項中添；|】t1S7協(xié)議的驅(qū)動連接，然后選擇TCP／IP并新建驅(qū)動連接，在此驅(qū)動連接中設(shè)置屬性，包括PLC的機架號和CPU的槽號，保存便完成設(shè)置【lI。2．2 WinCC的組態(tài)實現(xiàn)監(jiān)控畫面主要實現(xiàn)生產(chǎn)工藝流程的實時監(jiān)視，顯示全廠各個工段的工藝參數(shù)值、設(shè)備工作狀態(tài)的電氣參數(shù)值以及各種設(shè)備的運行狀態(tài)，并具有超限報警、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警記錄查詢、報表打印等功能。上位機需對PLC發(fā)送來的數(shù)據(jù)進行分析處理、存儲、建立數(shù)據(jù)庫，并向PLC發(fā)布指令，實時控制和調(diào)節(jié)設(shè)備運行；本系統(tǒng)除完成一般監(jiān)控組態(tài)軟件的功能外，還加入了各種控件和C腳本編程以實現(xiàn)復(fù)雜功能[21，本系統(tǒng)使用WinCC6．2版本。2．2．1登陸界面監(jiān)控系統(tǒng)要求有不同的權(quán)限對應(yīng)相應(yīng)的操作。WinCC一旦激活進入登陸界面，就會彈出登陸框，要求輸入用戶名和密碼，如圖2所示。不同的用戶名對應(yīng)不同的權(quán)限，管理員可以進行初級、中級和高級操作，執(zhí)行不同的操作口l。2．2．2粗格柵及提升泵房畫面用戶登錄后進入粗格柵及提升泵房監(jiān)控畫面，如圖3所示。這里顯示了污水處理控制系統(tǒng)的整體流程，形象地顯示設(shè)備的運行狀態(tài)，儀表讀數(shù)。2．2．3其他界面污泥脫水界面：顯示出整個污泥脫水系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程圖及單個污泥脫水成套裝置的的工藝流程。報警界面：一旦發(fā)生超限或設(shè)備故障都會引起系統(tǒng)的報警，并可以查詢報警記錄，對報警信息進行統(tǒng)計。趨勢圖畫面：顯示現(xiàn)場儀表的讀數(shù)在一段時間內(nèi)的變化趨勢，包括水位、溫度、頻率、流量等，這些現(xiàn)場儀表的讀數(shù)都在變量記錄里進行歸檔，并可以在進行數(shù)據(jù)分析和打印。報表管理畫面：可以查詢、瀏覽提升泵房和污泥脫水機房不同時間的日報表、月報表和年報表，并可對其進行打印操作【4】。2．2．4單個部件的徂態(tài)WinCC在其內(nèi)部的圖庫里集成很多的圖形對象，如水箱、電機、閥門等等，對于污水處理用的最多的是水池，提升泵等。為了使組態(tài)畫面貼近實際，能夠更好的反應(yīng)現(xiàn)場工況，圖庫里的元素并不能滿足要求。我們可以利用WinCC的畫圖工具自己繪制適應(yīng)實際的圖形元素，并且使用C腳本使其產(chǎn)生動畫效果。泵的組態(tài)可以使用C腳本使其產(chǎn)生動畫，在其運行時產(chǎn)生視覺‘上的旋轉(zhuǎn)。實際上泵中葉片的旋轉(zhuǎn)的效果是用兩個部分橢圓組成，然后在腳本中通過switch和if語句實現(xiàn)。管道中水流的方向是利用箭頭的位置坐標(X和Y)，在坐標選項中通過C腳本的fori吾句實現(xiàn)不斷循環(huán)口】。3、結(jié)語采用了WinCC組態(tài)軟件，大大提高了污水處理廠的上位機自動化程度，實現(xiàn)了對污水處理重要數(shù)據(jù)的顯示、歸檔及報警，同時使修改運行工藝更加方便靈活，本監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)投入運行將近一年，運行效果良好，達到了設(shè)計要求。參考文獻[1]李建民．裴永清，董國軍．基于PLC與WinCC的污水處理字的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J]．工業(yè)儀表與自動化裝置，201 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