西門子工控機、WinCC工控軟件在污水處理廠監控系統中的應用

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

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。