電廠廢水處理控制系統的設計與研究
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經過設計，整個監控系統提供了如下的功能：
（1） 在線自動監視
系統可對廢水處理裝置的各項儀表數據實時的在線監視，并且生動直觀的反應在監控界面上面。系統的刷新數據是1秒，歷史的保存間隔是2分鐘。圖12為廢水處理系統工藝監控界面。
圖12 廢水處理系統工藝監控界面
（2）在線手動控制
系統可提供在線實時的對參與控制的各電動閥門和泵的手動控制操作。當系統運行中需要進行維護或執行其它控制時，可以在線實時的對各個設備手動的單獨控制，而不影響其它設備的正常自動運行。
（3）工藝參數在線實時設定
系統可以提供在線的實時參數修改，當在運行過程中發現工藝需要改進或其它問題，可以由操作員在線改變系統的參數，以使系統工作在最優的控制狀態中，如圖13。
圖13 工藝參數設定
（4）故障診斷和報警
系統可對以下故障自動診斷，并發出預防性的報警。
報警高限：實時參數異常偏大，大于設定值，是該監測點處于高報警。
報警底限：實時參數異常偏小，小于設定值，是該監測點處于低報警。
報警：當實時參數出現異常時，相應的監測點通過顏色的變化，提醒操作員注意，進行相關的操作，若需要可以配合聲音報警。
故障報警界面如圖14。
圖14 故障報警界面
（5）利用歷史曲線查詢分析遠程模擬量的情況
利用歷史曲線，可隨時針對各個運行點的情況，結合本時間各監測點的數據，分析系統的運行情況，凈水器的運行狀態。
運行過程中，系統將自動生成數據報表，并將數據報表保存在歷史數據庫中，以便隨時查詢歷史記錄。圖15所示為趨勢曲線界面。
圖15 趨勢曲線界面
（6）報表的打印
報表打印可以根據操作員的要求，生成符合要求的系統報表，并且打印。也可以設定讓系統自動的根據間隔的時間實時的打印報表。圖16所示為報表打印界面。
圖16 報表打印界面
（7）系統指標
系統的數字量輸入點為227個
系統的數字量輸出點為125個
系統的模擬量輸入點為15個通道
系統的模擬量輸出點為4個通道
系統監測數據刷新時間為1秒
歷史數據的保存及報表顯示：根據硬盤存儲器的大小來決定保存的時間。保存的間隔為2分鐘，初步估計可以有效存儲13年左右。
3．項目亮點及難點實現
（1） WINCC定時器問題
在定時器的使用過程中，由于設定的定時時間是需要根據實際的工藝來調整的，為此不能在定時器中使用常量定時時間。要新建DB25數據塊，建立變量的參數時間選擇TIME數據類型，它是一個32位的數據，T#1D_1H_1M_1S_1MS，前面是一個標準的例子，表示定時時間為1天1小時1分1秒1毫秒。使用可變參數是為了和WINCC中通訊，使得現場操作員可以根據當前水質等一系列變化調整時間值，由于在WINCC中沒有TIME這個數據類型，只能用DWORD32位整型類型來操作，這就涉及到了兩個數據類型的轉換的問題。根據實際情況所得TIME中的1s=1000（DWORD型）。為了減少STEP7中數據的處理量，在WINCC中使用C腳本對數據進行了處理。WINCC中的時間以分為單位，因此1M=1s*60=1000*60=60000（DWORD型）。
（2） 數據網上發布平臺
本項目中設計了系統數據的網上發布平臺，在這里有兩種方案可以考慮，一是利用西門子公司提供的WINCC Web Navigator軟件開發網上的數據傳送系統；二是利用Delphi軟件來開發網絡瀏覽系統。由于項目經費限制，我們采取了第二種方案。通過這種方案，界面的設計，和本地化系統的集成就都掌握在設計者手中，使得最后的系統能過符合客戶的要求，人性化，易用性都比較高，而開發成本也在控制之中。
（3）WINCC中動態報表的設計
在實際項目中雖然WINCC提供了變量趨勢顯示、報表功能，滿足了簡單的歸檔數據訪問要求，但不能完成該廢水處理工程項目提出的復雜數據處理要求（如：進行有條件的查詢和打印，任意時間、任意區段的查詢等）。因此，在設計過程中對歸檔數據復雜查詢技術進行了研究。WINCC是一個全面開放的組態軟件，它可方便地集成標準Windows應用的對象、函數和文檔；提供了訪問所有WINCC功能的API編程接口；集成了OLE/OCX和ActiveX對象；它允許通過標準接口（標準SQL數據庫）訪問歸檔數據庫；通過DDE、OPC接口與其它Windows程序進行數據交換。這些開放性為自行擴展和進一步豐富WINCC軟件的功能、解決該工程問題提供了可能。在本項目中應用ActiveX技術實現WINCC歸檔數據復雜查詢解決該工程問題是可行的：根據用戶對控制系統有條件查詢、打印的要求，運用Delphi設計ActiveX控件，然后在WINCC中調用該控件，最終實現WINCC不能完成的復雜歸檔數據訪問任務。
圖ActiveX控件的界面
五、結束語
系統于2004年10月投入運行，兩年來系統運行良好，未進行任何維修，電廠廢水達到了零排放，大大提高了水的利用率。
六、應用體會
在項目進行的過程中，西門子在工控領域中安全、可靠、成熟、高效的產品及解決方案為項目的順利進行提供了保證和保障。西門子的TIA理念及產品特點，著眼于整個工廠的控制和管理，采用統一的數據管理、統一的編程組態平臺、統一的通訊規范和靈活的結構配置，從另一側面保證了項目的順利完成。
本項目使用了WINCC監控軟件，由于軟件優越的開放性，解決了項目中的監控方面的難點問題，如WINCC中動態報表的設計等功能。而統一的國際標準編程語言及現場總線技術的應用，以及項目中軟硬件設計的模塊化，更體現了本系統的可擴展性與可維護性。
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