基于VijeoLook 2.6的水處理自控系統(tǒng)

分類(lèi)：技術(shù)教程日期：2007-03-27 00:00:00

1 引言
自動(dòng)化介入自來(lái)水行業(yè)是近年來(lái)水廠發(fā)展最顯著的特點(diǎn)，自動(dòng)化的應(yīng)用在自來(lái)水廠中產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。北方城市新建和擴(kuò)建水廠主要依靠引進(jìn)外資和全套設(shè)備技術(shù)，水廠自動(dòng)化工藝平均水平較高;而南方城市由于小型水廠多,主要通過(guò)改造舊水廠實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化。
新和凈水廠由于初期建設(shè)和擴(kuò)建部分的自控系統(tǒng)分開(kāi)投入，造成生產(chǎn)上的重疊和不便,從某種程度上是準(zhǔn)自動(dòng)化運(yùn)行，阻礙了生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)整個(gè)供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度,考慮到性?xún)r(jià)比與維護(hù)方便,項(xiàng)目選擇Schneider公司的Vijeo Look 2.6組態(tài)軟件作為上位機(jī)系統(tǒng)的核心軟件系統(tǒng),對(duì)現(xiàn)有自控系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

2 系統(tǒng)描述
2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)時(shí)既考慮到集中控制的優(yōu)越性，又考慮到檢修和設(shè)備故障時(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作的安全性和即時(shí)性，從傳統(tǒng)的PLC和DCS控制轉(zhuǎn)為PLC和DCS融合控制，采用就地、車(chē)間和中控三級(jí)控制。
就地控制:在所有電氣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)都設(shè)立了現(xiàn)場(chǎng)操作箱進(jìn)行就地控制，操作箱上設(shè)置了“手動(dòng)、自動(dòng)”(M/A)的選擇開(kāi)關(guān)，有利于崗位工人操作和檢修設(shè)備，也有利于自控系統(tǒng)的調(diào)試，其優(yōu)先控制級(jí)別為最高。
車(chē)間控制:一方面，上位機(jī)能通過(guò)各車(chē)間的PLC對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制;另一方面,在與中控室脫機(jī)、通訊線路出現(xiàn)故障或調(diào)試階段，各分站能獨(dú)立利用分站PLC進(jìn)行控制。
中控室集中控制:中控室能對(duì)全廠的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制、監(jiān)視、管理、數(shù)據(jù)處理，能動(dòng)態(tài)反映各部分的運(yùn)行狀態(tài)、主要的過(guò)程參數(shù)、工藝參數(shù)，產(chǎn)生各種報(bào)表。
2.2 系統(tǒng)組成
根據(jù)凈水廠的工藝要求、管理方式和現(xiàn)場(chǎng)I/O的分布情況，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠和技術(shù)先進(jìn)的原則，確定新和水廠的自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)共有三個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC站:投加站(加藥、加氯)、濾池站和送水泵房站，各分站PLC均采用Schneider公司的產(chǎn)品;而為了避免電磁干擾影響整個(gè)通訊系統(tǒng)質(zhì)量，各現(xiàn)場(chǎng)控制站與上位機(jī)通過(guò)光纖組成工業(yè)以太網(wǎng),用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通訊;上位機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)為Windows2000,用Vijeo Look 2.6軟件作為核心軟件系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),實(shí)時(shí)顯示各設(shè)備的狀態(tài)和水質(zhì)參數(shù)等。另外，為了使系統(tǒng)更安全可靠，在中控室裝設(shè)了UPS不間斷電源和金盾單相避雷電源器。

3 功能設(shè)計(jì)
3.1 監(jiān)視功能
全廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)的Windows為操作平臺(tái)，圖形化操作界面監(jiān)視全廠制水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提供現(xiàn)場(chǎng)工藝流程、設(shè)備狀態(tài)、曲線、報(bào)警信息以及參數(shù)狀態(tài)等信息，以形象直觀的動(dòng)態(tài)圖形方式顯示各監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行情況，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示。
3.2 控制與操作功能
能夠根據(jù)通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的操作即可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，如設(shè)備的ON/OFF控制、參數(shù)的設(shè)置和修改。另外，對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限有嚴(yán)格的管理，以保障系統(tǒng)的操作安全。
3.3 報(bào)警功能
系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備和主要的控制參數(shù)進(jìn)行異常報(bào)警。在報(bào)警時(shí)顯示終端發(fā)出聲音和閃光提醒值班人員，并提示相應(yīng)的提示信息和畫(huà)面，提醒值班人員作出相應(yīng)的處理。一旦對(duì)報(bào)警確認(rèn)后能消除相應(yīng)的聲光報(bào)警，當(dāng)故障排除，通過(guò)復(fù)位鍵消除相應(yīng)的報(bào)警標(biāo)記。
3.4 通信及優(yōu)化運(yùn)行功能
系統(tǒng)采用Windows操作系統(tǒng)，以太網(wǎng)連接和TCP/IP通信協(xié)議,通過(guò)ODBC，API等接口方式與其它系統(tǒng)通信、傳送數(shù)據(jù)，并接收其他系統(tǒng)發(fā)出的聯(lián)動(dòng)及協(xié)調(diào)控制命令。TCP/IP的通訊速率為100Mbps并可擴(kuò)充至1000Mbps，極大地滿(mǎn)足了系統(tǒng)對(duì)通訊速率的要求。
3.5 數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能
以數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase)為核心，能實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)、曲線和報(bào)警記錄生產(chǎn)日記數(shù)據(jù)，方便查閱和打印日、月、年報(bào)表、歷史故障和趨勢(shì)圖。

4 軟件組態(tài)
4.1 畫(huà)面組態(tài)
圖形顯示以規(guī)范的設(shè)備圖形符號(hào)為基礎(chǔ)，按實(shí)際的車(chē)間、操作習(xí)慣和要求繪制，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了加藥、加氯、澄清池、濾池、送水泵房、報(bào)警及重要參數(shù)(如濁度、PH、流量、余氯)趨勢(shì)和報(bào)表等畫(huà)面。在畫(huà)面中可以看到整個(gè)廠區(qū)的平面圖，通過(guò)點(diǎn)擊平面圖中的建筑物可以進(jìn)入到相關(guān)畫(huà)面進(jìn)行監(jiān)控;而在畫(huà)面的下部是報(bào)警顯示欄，當(dāng)有新報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，報(bào)警欄中會(huì)顯示出報(bào)警相關(guān)內(nèi)容，如時(shí)間、原因等等;設(shè)備狀態(tài)在畫(huà)面上用不同的顏色區(qū)分(運(yùn)行:綠色，停止:白色，故障:紅色)。務(wù)求達(dá)到界面友好、簡(jiǎn)單易用，操作員可方便地了解生產(chǎn)情況和發(fā)現(xiàn)異常情況，進(jìn)行水質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程操作管理。
4.2 數(shù)據(jù)通訊
通過(guò)配置I/O Server:OFS (OPC Factory Server)，使上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制站(PLC)進(jìn)行通訊，以此監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。
例如對(duì)送水泵房站通訊的配置:先將從現(xiàn)場(chǎng)PLC中將變量表導(dǎo)出為T(mén)reated.scy拷到上位機(jī)，再運(yùn)行OFS CONFIGURATION TOOL建立別名，具體如下:
Alias name : 別名名字(Traetedwater);
TCP IP
: 送水泵房站PLC的IP地址(192.168.0.30);
Group Min Update Rate
: 組的最小刷新速率(3000ms);
Server Mode
: OFS服務(wù)器的運(yùn)行模式(選取Control);
SYMBOLS FILE TABLE FILE
: 變量名文件(點(diǎn)擊“瀏覽”選取Treated.scy)。
完成I/O Server配置后，在上位機(jī)組態(tài)畫(huà)面選取變量名文件提供的變量名(I/O或模擬量)進(jìn)行鏈接就可以和現(xiàn)場(chǎng)控制站PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)HMI就能夠掌握生產(chǎn)情況。
4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)
Vijeo Look2.6組態(tài)軟件具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器(RTDS)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器(HDS)兩個(gè)服務(wù)器，正確設(shè)置Vijeo Look2.6將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Access或SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中，如x.mdb(Access)或x.mdf(SQL Server)可方便進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
4.4 系統(tǒng)安全
Vijeo Look2.6組態(tài)軟件采用了帳號(hào)管理機(jī)制、分級(jí)保護(hù)策略，限制不同人員的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。應(yīng)用系統(tǒng)中每一個(gè)操作元素都可以被指定保護(hù)級(jí)別，當(dāng)操作員登錄到系統(tǒng)后，應(yīng)用系統(tǒng)將自動(dòng)禁止操作者的超級(jí)別操作。
在本系統(tǒng)中，設(shè)置了兩個(gè)級(jí)別的訪問(wèn)權(quán)限:系統(tǒng)管理員和系統(tǒng)操作員。系統(tǒng)管理員可以修改系統(tǒng)參數(shù)、畫(huà)面組態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、退出Vijeo Look2.6及對(duì)用戶(hù)管理;系統(tǒng)操作員可修改參、實(shí)時(shí)監(jiān)控和退出Vijeo Look2.6。