WinCC在污水處理中的應(yīng)用 4200字

WinCC在污水處理中的應(yīng)用4200字摘要：為了滿(mǎn)足污水處理自動(dòng)化控制的需要，在深入研究了污水處理自動(dòng)化控制特點(diǎn)的根底上，應(yīng)用工業(yè)組態(tài)軟件wincc開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的控制程序。并且討論了針對(duì)于污水處理的軟、硬件構(gòu)成，以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決辦法。

1、引言

改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，我國(guó)工業(yè)企業(yè)日新月異，規(guī)模日益壯大，先進(jìn)設(shè)備廣泛應(yīng)用，工藝科技含量越來(lái)越高。在生產(chǎn)中，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)遍及到各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)車(chē)間，這充沛表明我國(guó)民族工業(yè)的逐漸強(qiáng)大。但是相比之下，在許多企業(yè)的污水處理中自動(dòng)化程度不高，采用的軟硬件落后，甚至有的控制點(diǎn)還依賴(lài)于人工操作，無(wú)形中制約了企業(yè)技術(shù)先進(jìn)化的開(kāi)展。為此我們結(jié)合某一個(gè)排污量大(平均流量80t/h)、污水成分復(fù)雜(包括面漆水、電泳水、車(chē)身濃脫脂水等)、控制設(shè)備多(需要600多控制點(diǎn))的汽車(chē)制造廠在污水處理改造工程中，采用20世紀(jì)90年代國(guó)際上先進(jìn)的工控組態(tài)軟件wincc，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的污水處理的控制程序。在一年多時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行中，各項(xiàng)工藝指標(biāo)都到達(dá)了預(yù)期的效果，用戶(hù)十分稱(chēng)心，從而辭別了長(zhǎng)期污水排放不達(dá)標(biāo)的被動(dòng)局面。

2、wincc軟件的簡(jiǎn)介

工控組態(tài)軟件wincc是一個(gè)集成的人機(jī)界面(hmi)系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門(mén)子公司在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟件功能的產(chǎn)物，wincc是視窗控制中心(windowscontrolcenter)的簡(jiǎn)稱(chēng)。它包括圖形設(shè)計(jì)器、報(bào)警記錄、標(biāo)記記錄、報(bào)告設(shè)計(jì)器、全局腳本、控制中心、用戶(hù)管理等功能，使其具有高性能的過(guò)程耦合、快速的畫(huà)面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)管理[1～2]。

3、系統(tǒng)構(gòu)成

對(duì)于一個(gè)普通的水處理工程就其項(xiàng)目量而言是巨大的，尤其是一些大型工程，所以開(kāi)發(fā)控制程序、調(diào)試的時(shí)間不能不成為必須考慮的因素。但是出于可靠性的考慮，將控制系統(tǒng)的功能別離是必須的，即：下位機(jī)執(zhí)行愛(ài)護(hù)、控制和數(shù)據(jù)的采集，脫離上位機(jī)也能獨(dú)立對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，上位機(jī)執(zhí)行顯示、操作、報(bào)警、儲(chǔ)存等。則帶來(lái)的問(wèn)題是高低位機(jī)的通訊又成為費(fèi)時(shí)費(fèi)勁的工作。

wincc能和所有主要廠商的plc進(jìn)行通訊，如：ab、ge、omron等。如果與西門(mén)子的plc系列及step7軟件合用，將大幅降低項(xiàng)目時(shí)間，因?yàn)閟tep7中定義的變量可以在wincc中直接使用。

由于工業(yè)污水的水質(zhì)成分復(fù)雜，有害物含量高，所以處理工藝的復(fù)雜(包括調(diào)節(jié)、初沉、混凝氣浮、化學(xué)沉淀、生化處理等)，要求控制的部件多，相互關(guān)聯(lián)的控制回路也比擬多。其工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1、車(chē)身廠污水處理工藝流程簡(jiǎn)圖

系統(tǒng)上位機(jī)采用工業(yè)用計(jì)算機(jī)，配置為pⅲ800、256m內(nèi)存、40g硬盤(pán)、21顯示器，運(yùn)行中文windows2000操作系統(tǒng)，組態(tài)軟件為wincc5.0sp2中文版，通過(guò)cp5611通訊卡(mpi/profibus)與下位機(jī)通訊；下位機(jī)采用s7-300系列中的cpu318-2dp，共21塊i/o卡。由于整個(gè)處理工藝的占地面積比擬大，控制回路多，為了防止鋪設(shè)大量的控制線路，所以采用西門(mén)子的et200模塊將一局部i/o放置在距離中心控制室較遠(yuǎn)而控制點(diǎn)又比擬集中的地方，利用西門(mén)子的profibus－dp通訊協(xié)議形成遠(yuǎn)程i/o。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2、車(chē)身廠污水處理dcs控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4、wincc的組態(tài)實(shí)現(xiàn)

4.1主控界面的組態(tài)

本系統(tǒng)的設(shè)備比擬多，要將所有的設(shè)備都顯示在一張畫(huà)面里是不可能的，所以將設(shè)備按照處理工藝的功能步驟分級(jí)在多張畫(huà)面內(nèi)，分為電泳線、前處理線、生化線、加藥線等，之間的切換使用按鈕的鼠標(biāo)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。這對(duì)于用wincc現(xiàn)成的鼠標(biāo)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)是很簡(jiǎn)單的，但是不是要在每張圖上都使用相同數(shù)量且位置排列順序一致的按鈕呢？(出于對(duì)操作的一致性考慮，不能讓操作人員在不同的圖上，不同的位置找想要操作的按鈕)這個(gè)問(wèn)題的解決我們使用wincc的腳本編程，在按鈕動(dòng)作中調(diào)用它的內(nèi)部函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，組態(tài)一幅背景畫(huà)面，其中包括要顯示的靜態(tài)文本、ole(示例，時(shí)鐘)、所有的圖形切換按鈕及推出關(guān)機(jī)按鈕。第二，在背景畫(huà)面中插入智能對(duì)象(smartobject)中的畫(huà)面窗口(picturewindow),并且使其的尺寸與其分級(jí)畫(huà)面相同。第三，在相應(yīng)的切換按鈕的屬性->事件->鼠標(biāo)動(dòng)作中編寫(xiě)如下c語(yǔ)言腳本代碼：

#include"apdefap.h"

voidonclick(char*lpszpicturename,

char*lpszobjectname,char*lpszpropertyname)

{

setpicturename("背景畫(huà)面","畫(huà)面窗口","電泳處理線");

}//"背景畫(huà)面"即為始終顯示地靜態(tài)背景的屬性名，"畫(huà)面窗口"即為在背景畫(huà)//面中插入地畫(huà)面窗口(picturewindow)屬性名，"電泳處理線"即為分級(jí)畫(huà)面//的名稱(chēng)

這樣就能方便快捷地切換畫(huà)面。

還有一個(gè)必須始終顯示的是報(bào)警記錄，用畫(huà)面顏色閃爍來(lái)提示操作者有故障發(fā)生，可以用同樣的c語(yǔ)言腳本(當(dāng)然不是加在鼠標(biāo)動(dòng)作中)在背景畫(huà)面的底部留下一條類(lèi)似windows狀態(tài)欄的報(bào)警欄，當(dāng)出現(xiàn)故障報(bào)警的時(shí)候在報(bào)警欄顯示最近一條報(bào)警記錄，操作人員可以利用按鈕切換到主報(bào)警記錄畫(huà)面了解故障的完全信息。

4.2單個(gè)部件的組態(tài)

wincc在其內(nèi)部的圖庫(kù)里集成很多的圖形對(duì)象，如水箱、電機(jī)、閥門(mén)等等，對(duì)于污水處理用的最多的是水池，攪拌機(jī)等等。為了使組態(tài)畫(huà)面貼近實(shí)際，能夠更好的反饋現(xiàn)場(chǎng)工況，圖庫(kù)里的元素并不能滿(mǎn)足要求。我們可以利用wincc的畫(huà)圖工具自己繪制適應(yīng)實(shí)際的圖形元素，并且使用c腳本使其產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)效果。如3圖所示。

圖3、組態(tài)部件元素

對(duì)于調(diào)節(jié)池，反饋池等可以用矩形來(lái)表示，以圖形的填充高度來(lái)示意其液位的高度。這里要注意的是一些數(shù)值地轉(zhuǎn)化，由于一些儀表示例e+h的超聲波液位計(jì)，是以4～20毫安的電流信號(hào)進(jìn)入plc，對(duì)于表的參數(shù)設(shè)定好以后4毫安就對(duì)應(yīng)相應(yīng)池子的液位最低點(diǎn)，而20毫安對(duì)應(yīng)于池子的液位最高點(diǎn)。所以在顯示數(shù)字高度的時(shí)候要將plc相對(duì)4、20毫安的數(shù)值轉(zhuǎn)化為實(shí)際池子的高度范圍示例，0.5~5.5米。但是對(duì)于圖形填充的時(shí)候是按照百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的所以還要將plc數(shù)值轉(zhuǎn)化為0～100%的度量范圍。

攪拌機(jī)的組態(tài)可以使用c腳本使其產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)，在其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生視覺(jué)上的旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上攪拌機(jī)的圖形是用兩個(gè)局部橢圓組成的，在橢圓的屬性->幾何->半徑中參加代碼如下：

#include"apdefap.h"

long_main(char*lpszpicturename,char*lpszobjectname,char*lpszpropertyname)

{

staticintx=25,y,z;//x為半徑的初始值為25，y為切換變量，z為攪拌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變量

z=gettagbit("202攪拌機(jī)運(yùn)行");//取得plc攪拌機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

if(z!=0)

{

switch(y)

{

case0:

x=x-4;

if(xy=1;

break;

default:

x=x+4;

if(x>=25)

y=0;

break;

}

}

returnx;

}

4.3語(yǔ)音報(bào)警的組態(tài)

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)平安是極其重要的，無(wú)論從那個(gè)角度講我們應(yīng)該利用一切伎倆減少故障的發(fā)生。在故障已經(jīng)發(fā)生的時(shí)候，應(yīng)該在第一時(shí)間以多種方式通知操作人員有故障發(fā)生?，F(xiàn)代微處理計(jì)算機(jī)的處理速度可以完全勝任對(duì)于圖形，語(yǔ)音地同時(shí)處理。所以我們可以利用計(jì)算機(jī)的聲卡和音箱在有故障發(fā)生的時(shí)候產(chǎn)生語(yǔ)言報(bào)警，但是問(wèn)題是wincc本身并不能產(chǎn)生語(yǔ)音的功能，而且其內(nèi)部的上千個(gè)函數(shù)也沒(méi)有提供處理聲音的函數(shù)。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法歸功于微軟開(kāi)發(fā)的wincc與操作系統(tǒng)地完美結(jié)合，因?yàn)樵趙incc中可以直接調(diào)用windows的api函數(shù)。實(shí)現(xiàn)的具體c腳本代碼如下：

long_main(char*lpszpicturename,char*lpszobjectname,char*lpszpropertyname)

{

#pragmacode("winmm.dll")

voidwinapiplaysounda(char*pszsound,char*hmode,dworddwflay);

#pragmacode()

if(gettagbit("112排泥備泵故障"))

playsounda("d:winntmediamircosoftsound.wav",null,8);

return1020;

}

還有一個(gè)值得主意的問(wèn)題是此段代碼的參加點(diǎn)，通過(guò)反復(fù)屢次的實(shí)踐得出結(jié)論，即這個(gè)點(diǎn)必須加在始終顯示于屏幕上的任何圖形元素的屬性中，這樣才能到達(dá)語(yǔ)言報(bào)警的預(yù)期效果。

5、小結(jié)

wincc采用了當(dāng)今流行的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，很類(lèi)似流