某中型污水處理廠監控系統
項目背景:某中型水廠,廠內的原設備大都由西門子公司的可編程序控制器控制,但均為獨立控制,缺乏統一管理,因水廠的面積較大設備分散,造成對日常設備運行的控制及監視十分不便。
項目目的:將全廠設備通過Profibus 總線組成網絡,在中控室進行集中監控。
設備構成:控制設備大都為SIEMENS TI產品, 在原TI PLC機架上加裝ProfibusFMS網卡,連同新增添的S7-300 CP343-5通訊模板組成底層Profibus網絡,Profibus的主站由西門子工控機來擔任。工控機上運行WinCC組態軟件，通過畫面表格等形式將各個設備的運行狀態,運行時間等設備信息反映給管理員,管理員也可通過WinCC對具體設備進行操作。此外工控機通過標準以太網,利用WinCC的網絡瀏覽功能實現多臺計算機對設備信息及生產信息的共享。
一、系統概述
污水處理廠監控系統是在原控制系統基礎上的改造。它由兩臺TI PLC、Profibus現場總線、西門子工控機、WinCC工控軟件、100兆快速以太網及10臺客戶PC機組成。它實現并完善了從進水格柵到污泥濃縮等工藝各級控制 設備集中監視和控制功能，并在原有基礎上增加了一些新型控制功能。
該系統現場泵、閥等設備現場信號直接采集進入PLC，通過PLC完成設備的手動及自動程序運行及本地、遠程控制。PLC上安裝西門子Profibus通訊模板，通過Profibus總線、FMS協議與中控室的WinCC監控工控機相連。Profibus總線是目前世界上速度最快的一種現場總線，其最高速度可達12Mbit/s。現場設備控制狀態及數據通過Profibus網送到西門子WinCC工控軟件進行顯示、存儲，并完成報警及報表打印等管理功能。中控室操作人員通過操作員終端了解設備運行狀況、能耗等數據統計及污水處理情況，下達調度指令，并可直接控制現場設備。WinCC工控機和辦公室計算機通過100兆快速以太網連接，組成小型企業內部局域網。辦公室管理人員利用辦公室計算機的標準網絡瀏覽器IE5.0聯接WinCC軟件，并可根據權限監視全廠運行情況和控制現場設備。現場攝像頭的活動視頻圖像集成在中控室WinCC監控系統內，并利用活動視頻圖像的網絡傳輸技術，將圖像傳送到辦公室管理人員計算機上。
二、系統結構
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三、控制模式
1.遠程控制
----當控制柜上方式選擇開關被切換到遠程控制后，操作人員可選擇自動或手動控制方式。在自動方式下，PLC按聯動、聯鎖各種邏輯關系控制設備的啟動停止。中控室操作人員可根據現場情況向下發出調度控制指令，調整設備運行狀態達到工藝要求。中控室操作人員也可以選擇遠程手動方式，直接手動控制單個現場設備。
2.就地控制
----就地控制級別高于遠程控制。當控制柜上方式選擇開關被切換到就地自動控制，控制中心的調度控制指令被封鎖，設備在PLC的控制下自動運行。在就地手動方式下，現場操作人員通過控制柜上手動按鈕啟動停止設備，控制柜提供基本控制聯鎖。
四、系統功能
1.顯示功能
----監控系統以圖形或圖像的方式形象顯示工藝流程、各設備狀態以及廠區概貌、工藝布置圖。通過I/O輸入輸出域、棒圖、曲線、數據表格等方式監視液位、流量等監控點。視頻攝像頭的圖像集成到監控畫面成為一個整體。并通過標準IE瀏覽器在客戶機上瀏覽監控畫面，降低工程造價。系統還提供了操作提示，誤操作自動封鎖等功能。畫面切換速度小于3秒。
2.報警功能
----系統自動進行報警和事件處理。當報警發生時，如液位超高或風機超溫，系統可快速檢測并通過畫面狀態變化提示，并顯示、打印相應報警文本，同時發出聲音報警提醒監控人員注意。報警到達時間、確認時間及排除時間、報警值、限位值、當前操作員等相應信息自動進入存檔。報警到達以及報警確認但未排除，采用兩種聲音提示。報警可手動消音。報警信息存儲半年，以便進行故障分析和查訊。操作事件等狀態變化也自動進行存儲歸檔。
3.數據歸檔
----流量、污水處理量、耗電量等數值按定義周期自動進行存儲。存儲的數據可按曲線或數據列表的方式進行顯示。并提供歷史數據查詢、ZOOM顯示、觀察線、在線關閉打開曲線、在線調整時間范圍、在線修整顯示模式等功能。存儲數據保存13個月。
4.報表功能
----報表打印可按定義時間自動進行。也可通過按鈕人工打印。事故報警可隨時打印，并可根據需要將最近1000條或30天的歸檔全部輸出。月報數據自動累計計算并打印到月報報表上。報表文件在打印的同時自動在硬盤上存儲，以便重新輸出。存儲的報表可在系統中打開瀏覽。
5.用戶管理
----操作人員操作設備必需進行登錄。根據不同操作人員的級別，系統自動判斷封鎖操作人員所能進行的操作。當報警發生時，當前操作員被記錄存檔。當客戶機用戶使用IE瀏覽時，系統根據用戶名和密碼顯示和控制屏幕上的畫面及操作。無權限的用戶只能瀏覽畫面，不能修改參數機設備控制。
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