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案例頻道一、工程簡(jiǎn)介
本工程為神華陽(yáng)光發(fā)電有限公司擴建(2×135MW CFB)煤矸石發(fā)電項目的工業(yè)污水處理系統。系統總裝機容量340KW，其中9臺潛水泵，單臺功率為22KW。2臺回流水泵，功率為15KW。實(shí)際運行功率228KW，備用功率58KW，不常用功率54KW。
本工程主要處理發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的混合污水(其中主要為電廠(chǎng)的工業(yè)污水和經(jīng)過(guò)生物二級處理后的生活污水)，通過(guò)管道輸送到調節水池。
控制水平：滿(mǎn)足工藝要求的熱備系統。系統可以實(shí)現全自動(dòng)控制，要求通過(guò)可編程控制器和上位計算機實(shí)現。
本工程為神華陽(yáng)光發(fā)電有限公司擴建(2×135MW CFB)煤矸石發(fā)電項目的工業(yè)污水處理系統。系統總裝機容量340KW，其中9臺潛水泵，單臺功率為22KW。2臺回流水泵，功率為15KW。實(shí)際運行功率228KW，備用功率58KW，不常用功率54KW。
本工程主要處理發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的混合污水(其中主要為電廠(chǎng)的工業(yè)污水和經(jīng)過(guò)生物二級處理后的生活污水)，通過(guò)管道輸送到調節水池。
控制水平：滿(mǎn)足工藝要求的熱備系統。系統可以實(shí)現全自動(dòng)控制，要求通過(guò)可編程控制器和上位計算機實(shí)現。
系統范圍：整個(gè)系統所有的設備、儀表、電機、閥門(mén)等控制對象。
二、污水處理系統總要求
1．處理水量：Q≥400m³/h（其中工業(yè)污水：310 m³/h，生活污水：75 m³/h）
2．含油 ： ≤300ppm
3．供水方式：連續供水
4．控制方式：全自動(dòng)控制
2．含油 ： ≤300ppm
3．供水方式：連續供水
4．控制方式：全自動(dòng)控制
三、工藝流程
1．污水處理工藝流程：
1．自動(dòng)控制系統
本污水處理工程的控制系統采用開(kāi)放式的射線(xiàn)式結構，主要由MCC柜、西門(mén)子PLC及臺灣研華工控機組成，控制系統圖如下：
MCC柜安裝在廢水車(chē)間里，上位機、PLC柜放在中央控制室內。MCC柜將動(dòng)力回路連接到設備，在MCC柜上可以實(shí)現對所有控制對象的現場(chǎng)手動(dòng)控制。PLC柜里安裝了控制系統的核心部分---PLC（可編程控制器），能實(shí)現整個(gè)系統的全自動(dòng)控制。上位機是工業(yè)級計算機，通過(guò)以太網(wǎng)交換機與PLC交換數據，實(shí)施系統的遠程監視和控制功能。系統中的水箱液位，水泵壓力，閥門(mén)位置，水泵運行、故障等信號，都通過(guò)控制電纜一一對應至PLC的輸入端。其中電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)、關(guān)到位，水泵運行、故障信號等為數字量，水箱液位、流量計等連續變量為4-20mA模擬量。全系統共設有298個(gè)數字輸入點(diǎn)(最大352點(diǎn))、44個(gè)模擬輸入點(diǎn)（最大56點(diǎn)）、146個(gè)數字輸出點(diǎn)（最大160點(diǎn)）、4個(gè)模擬輸出點(diǎn)（最大8點(diǎn)）。
2．PLC控制系統
該系統的最重要部分是PLC控制系統，它的好壞將關(guān)系到整個(gè)系統的成敗，因此本系統的PLC主要選用的是西門(mén)子S7-400H系列模塊，它是西門(mén)子提供的最新冗余PLC，由于它是SIMATIC S7家族的一員，這意味著(zhù)S7-400H擁有所有SIMATIC S7具有的先進(jìn)性。
根據工藝和業(yè)主的要求，PLC控制系統采用的是主、從站結構，由一個(gè)主站、三個(gè)從站和一個(gè)PC站（上位機）組成。用S7-400H系列模塊做主站，S7-300系列模塊作從站，主站通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)電纜和接口模塊與從站通訊，這樣的構架既保證了PLC系統的先進(jìn)性又為用戶(hù)節省了成本。主站是由一個(gè)支持冗余的底板和兩套S7-400H系列電源模塊、CPU模塊、以太網(wǎng)模塊組成，模塊支持熱插拔。從站是ET200M站，ET200M是在工業(yè)現場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，ET200M從站由一個(gè)有源總線(xiàn)模板的導軌、2個(gè)IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成，從站的模塊也支持熱插拔。
2．1系統要求：
系統可利用率不低于 99.9%。
系統精度：輸入信號為±0.1%(高電平), ±0.2%(低電平)；輸出信號為±0.2%。
抗干擾能力：共模電壓為250V；共模抑制比90dB；差模電壓為60V；差摸抑制比為60dB。
數據庫刷新周期≤1s。
CRT畫(huà)面刷新周期≤1s(復雜畫(huà)面≤2s)。
CRT畫(huà)面及數據對鍵盤(pán)指令響時(shí)間≤1s。
從鍵盤(pán)發(fā)出操作指令到通道板輸出或返回信號從通道板輸入至CRT上顯示的總時(shí)間為2.5s。
控制器工作周期，模擬量控制≤0.25s；開(kāi)關(guān)量控制≤0.1s。
最忙時(shí)，控制器CPU負荷率≤60% ，操作員站CPU負荷率≤40%。
內部存儲器占用容量≤50%，外部存儲器占用容量≤40%。
I/O點(diǎn)裕量為15%。I/O卡槽裕量為15%。
PLC內部通訊總線(xiàn)的負荷率≤30%。
電氣模擬量輸入采樣周期≤50ms, 非電氣模擬量輸入采樣周期≤200ms，開(kāi)關(guān)量采樣周期≤100ms。
2．2硬件配置：
（1）配備有一個(gè)主機架，主機架上有電源模塊 PS 407 10A 2塊、CPU模塊 CPU 414-4H 2塊、以太網(wǎng)模塊 CP 443-1 2塊。CPU模塊具有大型的程序存儲容量，考慮了40%的備用量，存貯器采用閃存（FLASH RAM）技術(shù)；模塊上有PROFIBUS-DP主/從接口，可以配置成分布的自動(dòng)化結構，易于今后的系統擴展。過(guò)程控制、監視和用所需的故障診斷等，所有功能設置于可編程控制器內。這些功能包括下列內容: 實(shí)時(shí)鐘和日歷、繼電器和鎖存繼電器、過(guò)渡觸點(diǎn)、計時(shí)器、計數器、算術(shù)運算、邏輯功能、移位寄存器等。智能化的診斷功能連續監控系統工作是否正常，并記錄錯誤和特殊系統事件。
（2）接口模塊采用IM153-2,共6塊，用于多機架配置中主機架和擴展機架之間的連接，可擴展多個(gè)機架，各機架之間的最大距離為10米。
（3）配備有三個(gè)機擴展機架，擴展機架上有電源模塊、接口模塊和信號模塊，其中數字量輸入模塊11塊、輸出模塊5塊，模擬量輸入模塊7塊、輸出模塊1塊。數字量輸入/輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)編碼器電源、無(wú)內外部輔助電壓、模塊參數錯誤、看門(mén)狗錯誤、EPROM故障、過(guò)程報警信息丟失等；模擬量輸入模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數錯誤、共模故障、短線(xiàn)、測量范圍溢出等故障；模擬量輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數錯誤、對地短路等故障。
（2）接口模塊采用IM153-2,共6塊，用于多機架配置中主機架和擴展機架之間的連接，可擴展多個(gè)機架，各機架之間的最大距離為10米。
（3）配備有三個(gè)機擴展機架，擴展機架上有電源模塊、接口模塊和信號模塊，其中數字量輸入模塊11塊、輸出模塊5塊，模擬量輸入模塊7塊、輸出模塊1塊。數字量輸入/輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)編碼器電源、無(wú)內外部輔助電壓、模塊參數錯誤、看門(mén)狗錯誤、EPROM故障、過(guò)程報警信息丟失等；模擬量輸入模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數錯誤、共模故障、短線(xiàn)、測量范圍溢出等故障；模擬量輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數錯誤、對地短路等故障。
2．3軟件配置：
（1）PLC編程軟件是西門(mén)子公司最新推出的SETP7 V5.3，組態(tài)軟件選用的是北京三維力控科技有限公司最新開(kāi)發(fā)的PCAuto 3.62 SP2。由于是在標準的Windows操作系統下運行，又有在線(xiàn)幫助功能，學(xué)習掌握方便。
（2）口令保護，多機口令保護可以使用戶(hù)高度、有效的保護其技術(shù)秘密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。
（2）口令保護，多機口令保護可以使用戶(hù)高度、有效的保護其技術(shù)秘密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。
PLC控制系統組態(tài)圖：
3．PC工控機
PC工控機在系統中是PC站，它即可作為工程師站對PLC和組態(tài)軟件進(jìn)行編程，編程完畢后，又可作為操作員站監控系統的運行。PC工控機選用的是臺灣研華產(chǎn)品，配置為P4/1.7G/40G/256M，三星21”彩顯（CRT），PC機上裝有（Windows2000、CAD2002、WORD、EXCEL等基本軟件，還裝有編程軟件SETP7 V5.3、通訊軟件SIMATIC NET 6.2和組態(tài)軟件北京三維力控PCAuto 3.62。工控機系統由1000VA UPS供電，它的232串口通過(guò)MPI適配器連接S7-400PLC的編程口。打印機使用是惠普公司的LaserJet 3500 型彩色打印機。
4．網(wǎng)絡(luò )結構
工廠(chǎng)采用的是聯(lián)網(wǎng)集中控制,本工程是工廠(chǎng)整個(gè)系統控制網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)子系統，工業(yè)污水處理站控制系統作為整個(gè)系統控制網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)子站，因此留有滿(mǎn)足上層網(wǎng)絡(luò )要求的軟、硬件通訊接口（如以太網(wǎng)和PROFIBUS DP接口）,并提供了聯(lián)網(wǎng)所需的軟件（如通訊軟件SIMATIC NET 6.2）和硬件（如以太網(wǎng)交換機）?？刂葡到y網(wǎng)絡(luò )結構圖
工控機和PLC之間采用的是小型工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )，西門(mén)子PLC與上位機之間采用的是TCP/IP協(xié)議，使用以太網(wǎng)交換機連接PC機和PLC，既可編制程序，還可通訊、監控,并帶有OPC接口。系統完成調試投入正常運行后，工控機掛接的以太網(wǎng)，可與任一臺裝有組態(tài)軟件，并帶有OPC功能的計算機相連接，PLC控制程序的組態(tài)和修改也可在業(yè)主方水處理系統集中控制網(wǎng)絡(luò )的工程師站上進(jìn)行，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)下載到工業(yè)污水處理控制系統的PLC中，實(shí)現整個(gè)系統的聯(lián)網(wǎng)集中控制。
5．PCAuto 3.62軟件的主要功能及特性
PCAuto 3.62是北京三維力控科技有限公司的最新版組態(tài)軟件。它的最大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統集成，提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)潔的工程實(shí)現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。它能同時(shí)和國內外各種工業(yè)控制廠(chǎng)家的設備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通訊，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò )系統結合，便可以達到集中管理和監控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實(shí)現與“第三方”的軟、硬件系統的集成。
5．1與國內外同類(lèi)產(chǎn)品相比，PCAuto 3.62組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)：
?。?）全中文、可視化、面向窗口組態(tài)開(kāi)發(fā)界面，符合中國人的使用習慣和要求。真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線(xiàn)程、可運行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多種操作系統；
（2）龐大的標準圖形庫、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面；
（3）全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構件。包括存盤(pán)數據處理、條件曲線(xiàn)、計劃曲線(xiàn)、相對曲線(xiàn)、多行文本、通用棒圖等、使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數據。
?。?）全中文、可視化、面向窗口組態(tài)開(kāi)發(fā)界面，符合中國人的使用習慣和要求。真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線(xiàn)程、可運行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多種操作系統；
（2）龐大的標準圖形庫、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面；
（3）全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構件。包括存盤(pán)數據處理、條件曲線(xiàn)、計劃曲線(xiàn)、相對曲線(xiàn)、多行文本、通用棒圖等、使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數據。
（4）支持目前絕大多數硬件設備，同時(shí)可以方便地定制各種設備驅動(dòng)；此外獨特的組態(tài)環(huán)境調試與靈活的設備操作命令相結合，使硬件設備與軟件系統間的配合天衣無(wú)縫。
（5）簡(jiǎn)單易學(xué)的類(lèi)Basic腳本語(yǔ)言與豐富的策略構件，使您能夠輕而易舉的開(kāi)發(fā)出復雜的流程控制系統。
（6）強大的數據處理功能。能夠對工業(yè)現場(chǎng)產(chǎn)生的數據以各種方式進(jìn)行統計處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現場(chǎng)情況的第一手數據。
（5）簡(jiǎn)單易學(xué)的類(lèi)Basic腳本語(yǔ)言與豐富的策略構件，使您能夠輕而易舉的開(kāi)發(fā)出復雜的流程控制系統。
（6）強大的數據處理功能。能夠對工業(yè)現場(chǎng)產(chǎn)生的數據以各種方式進(jìn)行統計處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現場(chǎng)情況的第一手數據。
（7）方便的報警設置、豐富的報警類(lèi)型。報警存貯與應答，實(shí)時(shí)打印報警報表，以靈活的報警處理函數，使您能夠方便、及時(shí)、準確地捕捉到任何報警信息。
（8）完善的安全機制。允許用戶(hù)自由設定菜單、按鈕及退出系統的操作權限。此外，PCAuto 3.62還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，以保護組態(tài)開(kāi)發(fā)者的成果。
（9）強大的網(wǎng)絡(luò )功能。支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)電臺等多種網(wǎng)絡(luò )體系結構。
（10）良好的可擴充性?？赏ㄟ^(guò)OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機制，方便地擴展PCAuto 3.62組態(tài)軟件的功能，并與其他組態(tài)軟件、MIS系統或自行開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行連接。
（11）提供了WWW瀏覽功能，能夠方便地實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)控制與企業(yè)管理的集成。在整個(gè)企業(yè)范圍內，只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺計算機上方便地瀏覽與生產(chǎn)現場(chǎng)一致的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面，實(shí)時(shí)和歷史的生產(chǎn)信息，包括歷史趨勢、生產(chǎn)報表等等，并提供完善的用戶(hù)權限控制。
（8）完善的安全機制。允許用戶(hù)自由設定菜單、按鈕及退出系統的操作權限。此外，PCAuto 3.62還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，以保護組態(tài)開(kāi)發(fā)者的成果。
（9）強大的網(wǎng)絡(luò )功能。支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)電臺等多種網(wǎng)絡(luò )體系結構。
（10）良好的可擴充性?？赏ㄟ^(guò)OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機制，方便地擴展PCAuto 3.62組態(tài)軟件的功能，并與其他組態(tài)軟件、MIS系統或自行開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行連接。
（11）提供了WWW瀏覽功能，能夠方便地實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)控制與企業(yè)管理的集成。在整個(gè)企業(yè)范圍內，只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺計算機上方便地瀏覽與生產(chǎn)現場(chǎng)一致的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面，實(shí)時(shí)和歷史的生產(chǎn)信息，包括歷史趨勢、生產(chǎn)報表等等，并提供完善的用戶(hù)權限控制。
5．2組態(tài)軟件的功能
(1)軟件功能：主要指監控軟件的要求，它是基于多任務(wù)、多平臺、實(shí)時(shí)性好、開(kāi)放性好的集成軟件包。標準畫(huà)面和用戶(hù)組態(tài)畫(huà)面均漢化，漢字符合國家標準。
操作員站的基本功能如下：
監視系統內每一個(gè)模擬量和數字量
顯示并確認報警，并提供操作指導
建立趨勢畫(huà)面并獲得趨勢信息
打印報表
控制驅動(dòng)裝置
自動(dòng)和手動(dòng)控制方式的選擇
調整過(guò)程設定值和偏置等
設備和網(wǎng)絡(luò )系統故障診斷和狀態(tài)監視功能
工程師站的基本功能如下：
程序開(kāi)發(fā)
系統診斷
控制系統組態(tài)
數據庫管理和維護
畫(huà)面的編輯及修改
(2)顯示功能：
具有多窗口的PID圖、報警畫(huà)面、趨勢圖、指導畫(huà)面、控制畫(huà)面、參數修改畫(huà)面、故障診斷畫(huà)面、動(dòng)態(tài)畫(huà)面等各種監視畫(huà)面。調用任一畫(huà)面的擊鍵次數不大于3次，任何CRT畫(huà)面均能在1秒的時(shí)間內完全顯示出來(lái)。任何操作指令均在1秒或更短的時(shí)間內完全被執行。
具有多窗口的PID圖、報警畫(huà)面、趨勢圖、指導畫(huà)面、控制畫(huà)面、參數修改畫(huà)面、故障診斷畫(huà)面、動(dòng)態(tài)畫(huà)面等各種監視畫(huà)面。調用任一畫(huà)面的擊鍵次數不大于3次，任何CRT畫(huà)面均能在1秒的時(shí)間內完全顯示出來(lái)。任何操作指令均在1秒或更短的時(shí)間內完全被執行。
(3)安全功能：
分別設定操作員和系統管理員的進(jìn)入口令。在運行環(huán)境下，屏蔽WORD2000所有熱鍵，從而鎖定系統自由進(jìn)出。系統受電后自動(dòng)恢復運行狀態(tài)。設定操作站的優(yōu)先級來(lái)保證控制室內操作站與現場(chǎng)人機接口同時(shí)操作的安全性。
分別設定操作員和系統管理員的進(jìn)入口令。在運行環(huán)境下，屏蔽WORD2000所有熱鍵，從而鎖定系統自由進(jìn)出。系統受電后自動(dòng)恢復運行狀態(tài)。設定操作站的優(yōu)先級來(lái)保證控制室內操作站與現場(chǎng)人機接口同時(shí)操作的安全性。
(4)歷史數據管理：
可對所有采集數據任意設定存取間隙和存取方式。
可對所有采集數據任意設定存取間隙和存取方式。
(5)打印報表：
可按用戶(hù)定義的報表格式進(jìn)行定時(shí)、報警和隨機打印。
可按用戶(hù)定義的報表格式進(jìn)行定時(shí)、報警和隨機打印。
(6)事件記錄：
事件和內部時(shí)鐘可按時(shí)間順序區分和管理，并可及時(shí)顯示和打印。
事件和內部時(shí)鐘可按時(shí)間順序區分和管理，并可及時(shí)顯示和打印。
定期記錄包括交接班記錄、日報、和月報。對交接班記錄和日報，系統在每一小時(shí)的時(shí)間間隔內，提供400個(gè)預選變量的記錄。而對月報，則在每一天的時(shí)間間隔內，提供400個(gè)預選變量的記錄。在每一個(gè)交接班后，或每一天結束時(shí)，或每一個(gè)月結束時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行記錄打印?；蚋鶕\行人員指令召喚打印。
系統記錄運行人員在水系統集中控制室進(jìn)行的所有操作項目及每次操作的精確時(shí)間。通過(guò)對運行人員操作行為的準確記錄，可便于分析運行人員的操作意圖，分析事故原因。
(7)監控TAG及調試：
采用結構化TAG定義。既可通過(guò)TAG定義隨時(shí)修改每個(gè)測點(diǎn)的有效狀態(tài)、報警管理、歷史數據、死區與PLC通訊參數等，同時(shí)按修改數據庫的TAG值來(lái)執行調試操作。
采用結構化TAG定義。既可通過(guò)TAG定義隨時(shí)修改每個(gè)測點(diǎn)的有效狀態(tài)、報警管理、歷史數據、死區與PLC通訊參數等，同時(shí)按修改數據庫的TAG值來(lái)執行調試操作。
(8)在工程師站上生成的任何顯示畫(huà)面和趨勢圖等，均能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )加載到操作員站。各程控系統PLC控制程序的組態(tài)和修改可在網(wǎng)絡(luò )控制系統的工程師站上進(jìn)行，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )下載到程序控制系統的PLC中。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，工程師站能調出系統內任一PLC站的系統組態(tài)信息和有關(guān)數據，還可以將組態(tài)的數據從工程師站下載到各PLC站和操作員站。此外，當重新組態(tài)的數據被確認后，系統能自動(dòng)地刷新其內存。
(9)控制操作功能
可按組態(tài)通過(guò)鼠標指定畫(huà)面上的對象進(jìn)行開(kāi)關(guān)或增減操作?？刂葡到y采用程控、遠控、就地控制相結合的方式，對于電動(dòng)門(mén)、氣動(dòng)門(mén)、泵、風(fēng)機等控制對象除了在控制室進(jìn)行遠方控制外，還保留就地操作手段。
在遠控手動(dòng)方式下操作員啟停電動(dòng)機、開(kāi)關(guān)閥門(mén)及其它設備時(shí)，CRT畫(huà)面提供操作指導?，F場(chǎng)設備故障，影響程控繼續進(jìn)行時(shí)，在滿(mǎn)足相關(guān)約束下，運行人員干預可進(jìn)行跳步操作。設備處于就地操作方式時(shí)，上位機操作無(wú)效。
(10)系統狀態(tài)顯示功能
系統能在系統診斷畫(huà)面上顯示網(wǎng)絡(luò )系統中的控制設備的運行狀態(tài)、CPU負載、電源負載、網(wǎng)絡(luò )通訊負載等診斷信息。設備故障時(shí)具有聲光報警提示。
5．3畫(huà)面設計原則
(1)按照工藝流程圖設計CRT畫(huà)面，設有足夠的幅數以保證工藝系統和控制對象的完整性及能詳細反映所控系統的運行和控制狀況。
(2)可顯示系統內所有的過(guò)程點(diǎn)，包括模擬量輸入、模擬量輸出、數字量輸入、數字量輸出、中間變量和計算值。
(3)對顯示的每一個(gè)過(guò)程點(diǎn)，以中文顯示其標志號（通常為T(mén)ag）、數值、性質(zhì)、工程單位、高低限值等。
(4)運行人員可通過(guò)鍵盤(pán)，對畫(huà)面中的任何被控裝置進(jìn)行手動(dòng)控制。畫(huà)面上的設備正處于自動(dòng)程控狀態(tài)時(shí)，模擬圖上反映出運行設備的最新?tīng)顟B(tài)及自動(dòng)程序目前進(jìn)行至哪一步。若自動(dòng)程序失敗，則有報警并顯示故障出現在程序的哪一步，且可切換到自動(dòng)順序邏輯原理圖，顯示條件滿(mǎn)足情況。
(5 )CRT畫(huà)面能分別顯示系統的工藝流程及測量參數、控制方式、順序運行狀況、控制對象狀態(tài)，也能顯示成組參數。當參數越限報警、控制對象故障或狀態(tài)變化時(shí)，設備符號閃爍進(jìn)行顯示。鍵盤(pán)的操作有觸感、有聲音反饋，反饋的音量大小可以調整。
(6)采用多層顯示結構，顯示的層數根據工藝過(guò)程和運行要求來(lái)確定。多層顯示包括功能組顯示和細節顯示。
功能組顯示可觀(guān)察某一指定功能組的所有相關(guān)信息，可采用棒狀圖形式，或采用模擬M/A站（功能塊）面板的畫(huà)面，面板上有帶工程單位的所有相關(guān)參數，并用數字量顯示出來(lái)。功能組顯示包含過(guò)程輸入變量、報警條件、輸出值、設定值、回路標號、縮寫(xiě)的文字標題、控制方式和報警值等。
細節顯示可觀(guān)察以某一回路為基礎的所有信息。對于調節回路，至少顯示出設定值、過(guò)程變量及過(guò)程變量曲線(xiàn)、輸出值、運行方式、高/低限值、報警狀態(tài)、工程單位、回路組態(tài)數據等調節參數。
(7)報警顯示
系統若確認某一點(diǎn)越過(guò)預先設置的限值，CRT屏幕顯示報警畫(huà)面，并發(fā)出聲響信號 。
報警區別于其它級別的報警方式，如采用彈出報警窗并發(fā)出不同于其它報警的聲響信號。
報警顯示按時(shí)間順序排列，最新發(fā)生的報警優(yōu)先顯示在報警畫(huà)面的頂部，每個(gè)報警點(diǎn)可有三個(gè)不同的優(yōu)先級，并且三種不同的顏色顯示該點(diǎn)的Tag，加以區分。
若某一已經(jīng)確認的報警再一次發(fā)出報警時(shí)，作為最新報警再一次顯示在報警畫(huà)面的頂部，報警點(diǎn)的標簽號顏色的改變能表示出該報警點(diǎn)重復報警的次數。
所有帶報警限值的模擬量輸入信號和計算變量均分別設置“報警死區”以減少參數在接近報警限值時(shí)產(chǎn)生的頻繁報警。
在設備停運及設備啟動(dòng)時(shí)，有模擬量和數字量信號的“報警閉鎖”功能，以減少不必要的報警。啟動(dòng)結束后，“報警閉鎖”功能自動(dòng)解除?！皥缶]鎖”不影響對該變量的掃描采集。
(8)操作窗口彈出后，可以方便地在窗口內對設備的參數進(jìn)行修改或改變設備的運行狀態(tài)，所進(jìn)行的任何操作均在確認后方可生效。
采用彈出式窗口操作的內容有：儀表、閥門(mén)、雙項或多項選擇開(kāi)關(guān)、泵及馬達的啟停等。選擇項的設備進(jìn)行操作時(shí)，由閃爍的紅色邊框（或設備提示符）給予操作人員提示，該操作激活后可連續操作。
(9)定義一些專(zhuān)用的功能鍵用于完成某個(gè)操作或快速調出一幅畫(huà)面，從而簡(jiǎn)化操作程序，提高操作速度。
5．4監控畫(huà)面的介紹
本系統的監控操作畫(huà)面多達20多屏，包括：方便工人操作的監控畫(huà)面和為軟件工程師提供接口的整定畫(huà)面；形象直觀(guān)的模擬畫(huà)面；易于統計抄表的參數畫(huà)面；便于追查事故原因的歷史趨勢畫(huà)面；提供技術(shù)分析信息的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)畫(huà)面等等。
畫(huà)面分為兩大類(lèi)：操作員畫(huà)面、工程師畫(huà)面
操作員畫(huà)面向操作人員提供了各種數據、曲線(xiàn)、功能鍵，顯示內容豐富鮮明、操作簡(jiǎn)捷可靠。系統中畫(huà)面的組態(tài)編制有很多新穎之處，其中模擬畫(huà)面中九個(gè)調節閥的閥位均可以從畫(huà)面中翻板示意的角度來(lái)得知，并在閥旁邊給出了三位有效數字（一位小數）的百分開(kāi)度，形象、準確地反映了現場(chǎng)閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度，使操作人員感到熟悉親切；系統共有四臺攪拌機，為了準確反映各攪拌機的運轉情況，該畫(huà)面中設置了攪拌機動(dòng)態(tài)旋轉葉片，運轉的攪拌機其葉片在旋轉，攪拌機停止時(shí)無(wú)葉片顯示，故操作人員可以清晰明了的看到四臺攪拌機的運轉情況；因攪拌機的轉速與變頻頻率成正比，所以攪拌機中的旋轉葉片的轉速隨變頻器的頻率大小而改變，頻率大時(shí)，旋轉葉片轉速大；頻率小時(shí)，旋轉葉片轉速小，動(dòng)態(tài)顯示十分逼真；在整個(gè)系統管網(wǎng)的各個(gè)控制點(diǎn)均有相應的采集數字顯示，真實(shí)的反映了各個(gè)控制點(diǎn)的瞬時(shí)值，總之，畫(huà)面中各大管道走向明了，主體設備位置確切，工作狀態(tài)形象生動(dòng)，各種參數“就地顯示”，整個(gè)系統運行工況集于一屏。
工程師畫(huà)面：為軟件工程師提供了進(jìn)行系統整定的良好界面，是工程師在調試中進(jìn)行參數修改和設定的重要環(huán)境，也是自控系統的核心。
本系統的監控操作畫(huà)面多達20多屏，包括：方便工人操作的監控畫(huà)面和為軟件工程師提供接口的整定畫(huà)面；形象直觀(guān)的模擬畫(huà)面；易于統計抄表的參數畫(huà)面；便于追查事故原因的歷史趨勢畫(huà)面；提供技術(shù)分析信息的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)畫(huà)面等等。
畫(huà)面分為兩大類(lèi)：操作員畫(huà)面、工程師畫(huà)面
操作員畫(huà)面向操作人員提供了各種數據、曲線(xiàn)、功能鍵，顯示內容豐富鮮明、操作簡(jiǎn)捷可靠。系統中畫(huà)面的組態(tài)編制有很多新穎之處，其中模擬畫(huà)面中九個(gè)調節閥的閥位均可以從畫(huà)面中翻板示意的角度來(lái)得知，并在閥旁邊給出了三位有效數字（一位小數）的百分開(kāi)度，形象、準確地反映了現場(chǎng)閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度，使操作人員感到熟悉親切；系統共有四臺攪拌機，為了準確反映各攪拌機的運轉情況，該畫(huà)面中設置了攪拌機動(dòng)態(tài)旋轉葉片，運轉的攪拌機其葉片在旋轉，攪拌機停止時(shí)無(wú)葉片顯示，故操作人員可以清晰明了的看到四臺攪拌機的運轉情況；因攪拌機的轉速與變頻頻率成正比，所以攪拌機中的旋轉葉片的轉速隨變頻器的頻率大小而改變，頻率大時(shí)，旋轉葉片轉速大；頻率小時(shí)，旋轉葉片轉速小，動(dòng)態(tài)顯示十分逼真；在整個(gè)系統管網(wǎng)的各個(gè)控制點(diǎn)均有相應的采集數字顯示，真實(shí)的反映了各個(gè)控制點(diǎn)的瞬時(shí)值，總之，畫(huà)面中各大管道走向明了，主體設備位置確切，工作狀態(tài)形象生動(dòng)，各種參數“就地顯示”，整個(gè)系統運行工況集于一屏。
工程師畫(huà)面：為軟件工程師提供了進(jìn)行系統整定的良好界面，是工程師在調試中進(jìn)行參數修改和設定的重要環(huán)境，也是自控系統的核心。
操作員站運行監視具有數據采集、CRT畫(huà)面顯示、參數處理、越限報警、制表打印以及各系統PLC參數設置、設備監控、控制邏輯的修改、系統的調試等功能。對控制系統的組態(tài)不能影響系統的正常運行。
乙方提供用于控制的所有CRT畫(huà)面 (包括模擬圖、棒狀圖、趨勢圖、操作畫(huà)面、報警畫(huà)面及操作指導等)，并按照甲方對控制網(wǎng)絡(luò )的統一要求進(jìn)行組態(tài)。組態(tài)軟件具有良好的透明性和兼容性，以便于將其集成在集中控制室的操作員站上。乙方提供良好的軟件和硬件接口，并無(wú)條件滿(mǎn)足甲方為實(shí)現整體控制方案而要求乙方對其所提供的軟件的修改。
CRT畫(huà)面能分別顯示工藝流程及測量參數、控制方式、順序運行狀況、控制對象狀態(tài)，也能顯示成組參數。當參數越限報警、控制對象故障或狀態(tài)變化時(shí)，以不同顏色進(jìn)行顯示，并有音響提示。乙方按照系統工藝流程圖設計CRT畫(huà)面,設有足夠的幅數以保證工藝系統和控制對象的完整性及詳細反映出所控系統的運行和控制狀況。
五、系統調試
1．PLC的調試
圖1：建立一個(gè)新工程。
圖2：建立相關(guān)的功能和數據塊。
圖3：根據工程的實(shí)際情況對PLC進(jìn)行硬件組態(tài)。
2．通訊的調試
圖4：建立PC工作站。
圖5：添加OPC模塊。
圖6：實(shí)現OPC的連接。
3．組態(tài)軟件的調試
圖7：建立一個(gè)新工程。
圖8：完成相關(guān)的設置并建立工作畫(huà)面。
圖9：建立數據庫。
圖10：本工程的主畫(huà)面。
圖11：本工程的工藝總流程圖。
圖12：本工程的主要工藝監控畫(huà)面。
圖13：本工程的報警監控畫(huà)面。
圖14：本工程的數據監控畫(huà)面。
圖15：監控軟件的實(shí)時(shí)數據庫。
圖16：監控軟件的通訊實(shí)時(shí)狀態(tài)。
圖17：通過(guò)OPC使監控軟件和西門(mén)子PLC之間建立數據鏈接?！?/DIV>
六、應用效果
工程投運近一年來(lái)，控制系統運行穩定可靠，各項指標均達到了設計要求，得到了甲方的高度好評，在工程監理的工程總結中，自控系統以各專(zhuān)業(yè)最高分獲得了優(yōu)質(zhì)工程。
工程投運近一年來(lái)，控制系統運行穩定可靠，各項指標均達到了設計要求，得到了甲方的高度好評，在工程監理的工程總結中，自控系統以各專(zhuān)業(yè)最高分獲得了優(yōu)質(zhì)工程。
[參考文獻]
[1] 《西門(mén)子S7-300可編程控制用戶(hù)手冊》，2002年5月。
[2] 張春梅、安衛平，《 壓縮機防喘振自控系統的研制 自動(dòng)化儀表》，2000年1月。
[3] 金以慧，《過(guò)程控制》，清華大學(xué)出版社，1991
[1] 《西門(mén)子S7-300可編程控制用戶(hù)手冊》，2002年5月。
[2] 張春梅、安衛平，《 壓縮機防喘振自控系統的研制 自動(dòng)化儀表》，2000年1月。
[3] 金以慧，《過(guò)程控制》，清華大學(xué)出版社，1991
付俊彥，男，湖北武漢，1970年2月出生，武漢藝達水處理工程有限公司，工控部 電氣工程師，
職稱(chēng)：助理工程師。
聯(lián)系方式：027-62575015，027-86571547；
聯(lián)系地址：湖北省武漢市青山區122街95門(mén)1號，郵編：430063
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