畢業設計：基于wincc的泵站控制系統設計-資料下載頁

【導讀】韶關市的排水泵站共有多個，分布在市區的武江沿岸。市雨、污水排放的重要任務。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。市居民的生活帶來諸多不便。隨著武漢市城市建設的迅速發展，通過構。建泵站監控網絡，實現整個過程無人自動化已迫在眉睫。度，并可對泵站機電設備運行進行實時監控。泵站控制系統采用了PLC及相應的模塊和通信設備。統，并接受中控指令，實現遠程自動控制。本文重點討論監控系統組態界面的開發。其開發是利用的西門子產。與監控機之間的通信及監控機監控畫面的制作。

　　

【正文】 水泵的運行方式。 1泵操作界面如圖 所示。 圖 1泵操作界面 風機操作界面共有 4 個 ，分別和 4 臺風機要對應。和泵操作界面一樣，風機操作界基于 WINCC的泵站控制系統設計 29 面也顯示在泵操作界面上。在見機操作界面上，能夠對風機進行相關的操作。 1風 機操作界面如圖 所示。 圖 1風機操作界面 面 變化曲線圖通過對象選項板下的控件對象中的在線趨勢圖控件來設計。雙擊該控件，即可對此控件進行各項屬性設置。可以為曲線圖命名，設置數據源，為坐標軸注釋，改變坐標軸的標尺，設置曲線顏色等等。例如勵磁柜參數曲線的數據源選擇在線變量，變量分別選擇外部變量中的勵磁電壓和勵磁電流，坐標軸 X 共用 Y 軸不共用，并為 Y 軸命名并設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。 1勵磁柜曲線如圖 所示。 圖 1勵磁柜曲線 基于 WINCC的泵站控制系統設計 30 過程值歸檔及報警記錄 過程值歸檔 根據需要，系統需要 對系統的很多參數進行歸檔，以便能在上位機方便的觀測到該變量的歷史曲線，通過這些曲線，操作人員可以及時準確的了解泵站的運行情況。過程值歸檔應用到 WINCC 的變量記錄編輯器 （ Tag logging） 。當系統運行時，數據的采集和歸檔就開始啟動并記錄。 過程值歸檔的具體實現步驟如下： a) 在變量記錄編輯器的歸檔向導中創建一個新的歸檔，添加要歸檔的變量。 本項目設置的歸檔變量有每臺水泵的勵磁電壓、勵磁電流、排水泵電壓和電流、排水泵定子溫度、排水泵軸承溫度等。 b) 設置新建歸檔的屬性。包括設置歸檔的常規 信息和歸檔參數。 c) 設置歸檔變量的屬性。可根據需要在屬性對話框中設置歸 檔變量的名稱、歸檔類型、采集周期、歸檔周期及歸檔數據記錄條數等屬性，如圖 所示。 d) 組態顯示趨勢圖的控件。選擇 WinCC 在線趨勢控件并將其置于歷史趨勢畫面中。 e) 設置選擇 WinCC 在線趨勢控件的屬性。 將在線趨勢控件中分別分別將控件的曲線變量對應到各個歸檔數據，并為各個曲線定義名稱、采樣時間和曲線顏色。 基于 WINCC的泵站控制系統設計 31 圖 添加歸檔變量 f) 在 WinCC 資源管理器中激活變量記錄運行系統 (Tag Logging Runtime)[12]。 報警的記錄和顯示 系統應實現集水池水位限制值、 4 臺水泵和風機的故障以及各控制柜的故障進行報警。報警應用 WinCC 中的報警記錄編輯器 (Alarm Logging)及 WinCC 報警控件可以方便的實現該項功能。當生產過程發生報警時，系統會自動觸發相應的報警信息項，此信息會馬上顯示到報警信息表中。 具體的報警設計步驟如下： a) 在報警記錄編輯器的系統向導中建立所期望的消息塊。 b) 根據需要對消息塊進行組態。包括設置消息名稱、消息長度等屬性。 c) 對單個 消息進行組態。包括設置消息級別、消息類型、選擇需要報警的變量、錯誤點與出錯信息等，如圖 所示。 d) 組態報警控件。選擇 WinCC 報警控件所示 ,并將其置于報警畫面中。 e) 根據需要設置 WinCC 報警控件的屬性對話框。包括設置系統塊編號、運行時工具欄中所需按鈕以及消息文本及出錯點等屬性。 f) 在 WinCC 資源管理器中激活報警記錄運行系統 (Alarm Logging Runtime)。 基于 WINCC的泵站控制系統設計 32 圖 組態報警消息 用戶管理 為了實現安全管理的操作，本設計還進行了用戶管理設置。一般的操作員只能在運行畫面進行操作，而只有合理的用戶具有退出權限時，才可以退出系統。 Wincc 的 User Administrator(用戶管理員 )編輯器用于組態當 前 Wincc 項目中的用戶賬號和訪問權限。它與 Windows NT 的用戶管理員系統分開獨立操作，只是界面是相似的。該編輯器有兩種損傷方式：組態方式和運行方式。組態方式允許生成用戶組，用戶和權限級。運行方式沒有運行的圖形界面，當 Wincc 應用進入運行狀態時，它在背景運行。用戶管理員編輯器的運行方式的主要目的是管理用戶的登錄和退出，檢查登錄用的權限級。本設計就通過用戶管理員 編輯器來進行用戶管理和權限級的設置。在本設計中，共設置了兩個用戶，一個用戶的權限是只允許在運行畫面進行操作，而不能進入和退出系統，另一個用戶是管理員用戶，它不僅可以在運行畫面時進行操作，而且可以進入和退出系統。 設置具體步驟如下： 1）打開管理員編輯器，新建組，然后選擇授權。 2）在用戶組下新建用戶，命名為操作員，選擇復制組設置選項并設置用戶十分鐘不活動退出，在缺省授權的基礎上，選擇操作員用戶的相應權限。如圖 所示。 3）再新建一個用戶，命名為管理員，在操作員設置的基礎上，我們添加一個退出分別對變量進行組態 添加消息文本 基于 WINCC的泵站控制系統設計 33 權限。這樣， 管理員用戶就有退出權限了。 4）最后我們要為圖形對象分配特定的訪問權限。授權的訪問權限將允許或禁止用戶訪問。我們為退出按鈕進行設置。選擇此按鈕的屬性，在其他選項下，我們點擊授權，進入授權對話框，我們選擇退出激活授權。這樣在點擊退出按鈕時，就會出現一個退出確定畫面。 圖 用戶管理設置 與 PLC 的連接 WinCC 可以和工業以太網進行連接，完成與其它設備和網絡之間的數據通訊。只有WinCC 和下位機進行了連接， WinCC 才能采集數據并進行相關操作，起到控制作用。WinCC 要與網絡建立通訊連 接，必須做以下工作：為 PLC 選擇與 WinCC 進行通訊的合適的通訊模塊；為 WinCC 所在的站的 PC 機選擇合適的通訊處理器；在 WinCC 項目上選擇通道單元 [13]。根據需要，羅家路排水泵站的自動監控系統選用 Profibus[14]作為WinCC 與 PLC 的通訊方式，通訊處理器選用 CP5611。具體的實現步驟如下 [15]： (1) 安裝通訊處理器 CP5611 及其驅動程序； (2) 在控制面板中打開“ PG/PC 接口”對話框，設置參數完成訪問點和通訊處理器之間的分配； 基于 WINCC的泵站控制系統設計 34 (3) 完成通訊處理器的調試； (4) 在 WinCC 的變量管理器中添加驅動程序“ SIMATIC S7 Protocol ” ； (5) 在該驅動程序中的 Profibus 選項中創建連接并設置參數； (6) 為 WinCC 中相應的外部變量賦地址，如 下圖 所示； 圖 為外部變量賦地址 (7) 利用 PG/PC 接口程序中的診斷功能進行通道連接診斷，若診斷結果顯示“ OK”，則完成通訊。否則，應根據系統提示進行調試。 基于 WINCC的泵站控制系統設計 35 運行設置和激活 圖 運行設置 在項目設計工作完成以后，就要進行系統運行設置。運行設置是在項目管理 器的計算機屬性中設置的。點擊計算機，右鍵單擊計算機名，選擇屬性，在屬性對話框中，在常規標簽頁，我們可以定義項目運行的計算機名稱，在啟動標簽頁，我們可以選擇運行時需要運行的運行系統 ，本設計中我們選擇文本庫，變量記錄運行系統，報警記錄。 我們還可以定義一個外部運用，當進入運行狀態時此外部應用也被激活。例如記事本等。我們還可以選擇需要禁止的 Windows 熱鍵。本設計中我們將對話框中的 4 個Windows 熱鍵全部禁止。我們還可以定義項目運行時的開始畫面。本設計中，我們已經選擇登錄界面為啟動畫面。設置 窗口如上圖 所示。 運行設置完成以后，我們就完成了系統的設計工作，點擊激活按鈕，系統便可以激活運行了。 基于 WINCC的泵站控制系統設計 36 5 結束語 總結 本文設計開發的排水泵站自動監控系統 是一個計算機應用的使用項目 ，系統為羅家路泵站的運行管理提供了先進的科學手段，使泵站的運行信息得到及時的反饋，并得到有效的分析。該系統 實現了報警記錄、變量歸檔、界面登陸與用戶管理等功能，形成了一個完整的自動控制系統 。經過模擬運行和在線調試，該系統達到了很好的效果。 利用 WinCC 作為上位機組態軟件開發的此排水泵站控制系統完成滿足泵站的各項工藝要求 ，并且具有界面友好、功能完善、運行可靠等優點，為城市排水泵站的自動監控提供了一個很好的實例，為以后城市的自動監控設計具有很高的參考價值。 本人在設計過程中，了解了泵站監控系統的發展和現狀，了解了泵站的大致工藝流程，并熟練掌握了 WinCC 的一些基本操作。在線調試過程中，熟悉了工業以太網的通訊原理以及 WinCC 的通訊原理。在該論文的撰寫過程中，熟悉了 OFFICE 中的很多功能，現已可以對 OFFICE 進行熟練操作。 展望 隨著自動化控制技術及計算機技術的迅猛發展，國內外各企業為了提高生產效率，增強競爭實力 ，對其自動化系統提出了更高的要求，通過改造并升級企業原有的自動化系統，充分利用計算機的強大功能來更好的實現企業生產管理的自動化、信息化和一體化。 展望未來，企業的自動化、信息化仍會繼續深入發展，管控一體化仍會成為企業自動化、信息化建設的目標，實時數據通信系統勢必會在其中發揮更為重要的作用，如何開發一個功能強大、安全可靠、操作簡單、維護方便的實時數據通信系統將會成為一個重要的研究課題，將會關系著企業整個自動化系統運行的性能。 隨著工業自動化程度的不斷提高，泵站的監控系統也將更加穩定，更加精確。同時，伴隨著信息 通訊技術的迅猛發展，在大型泵站的監控系統中，無線通訊數據傳輸技術將會越來越多的出現在泵站的監控系統中，使得系統更簡單，監控更加方便。 相信在信息技術高速發展的二十一世紀，我國的工業自動化程度會越來越高，工業的發展會越來越好！ 基于 WINCC的泵站控制系統設計 37 基于 WINCC的泵站控制系統設計 38 參考文獻 1 孟建軍 ,北京市排水泵站監控系統設計與實現 .北京工業大學碩士文 ,2021,1 2 劉浩江 ,哈爾濱市沿江污水泵站監控系統的研究 .哈爾濱工業大學碩士論 文 ,2021,2～ 3 3 龐彥斌，李令琦 .現場總線 和 DCS 的網絡集成 .測控技術 .1999,(9):18～ 21 4 許勁松 ,陳瑋 ,林珊 .現場總線發展現狀與趨勢 .PLCamp。FA,2021,(3):4～ 7 5 周德澤 ,袁南兒 ,應英 .計算機智能監測控制系統的設計及應用 [M]，清華大學出版社，2021,40～ 43 6 蘇昆哲，何華 .深入淺出西門子 WinCC V6[M].(第二版 ).北京 :北京航空航天大學出版社 ,2021,22～ 35 7 V6 Getting Started[M].Siemens,～ 94 8 WinCC 組態手冊 .Volume2. 81～ 84 9 顏閩秀 ,何戡 .WinCC 在冶金行業的應用 [J].微計算機信息 ,2021, 22(1):10～ 12 10 滿海波 .基于以太網的恒壓供水控制系統設計 [D].昆明理工大學碩士學位論文 .2021,52～ 54 11 Siemens AG.. 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