基于PLC的恒溫恒壓集中供熱控制系統(tǒng)的WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)

何家建 郁 煒

(衢州學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，浙江 衢州 324000)

高校學(xué)生公寓集中供熱系統(tǒng)對(duì)日常生活起著非常重要作用。為保證供熱系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行，本論文進(jìn)行了基于西門子S7－300PLC和變頻技術(shù)的恒溫恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并為系統(tǒng)進(jìn)行了WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)。

本文主要闡述該恒溫恒壓供熱控制系統(tǒng)的WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)過程。

1 系統(tǒng)功能描述

恒溫恒壓供熱控制系統(tǒng)以SIEMENSS7－300 PLC作為下位機(jī)控制核心完成系統(tǒng)現(xiàn)場檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行控制。WinCC是西門子公司和微軟公司(Microsoft)共同開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，為PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、操作、報(bào)警等控制室的操作，安全而方便，并且具有實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示、歷史趨勢(shì)顯示及打印報(bào)表等功能，可以非常清晰的管理和優(yōu)化工程。它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的組態(tài)和運(yùn)行監(jiān)控，將PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行各種處理，并在上位機(jī)的顯示畫面上進(jìn)行顯示。絕大多數(shù)的操作都可以通過鼠標(biāo)、鍵盤和WinCC操作站顯示器來實(shí)現(xiàn)。WinCC基本系統(tǒng)是許多應(yīng)用控制程序的核心，它包含以下9大部件:變量管理器、圖形編輯器、變量歸檔、報(bào)警記錄、全局腳本、報(bào)表編輯器、用戶管理器、交叉引用表、文本庫，WinCC系統(tǒng)工作方式如圖1所示。

圖1 WinCC系統(tǒng)工作方式

1.1 供熱系統(tǒng)的WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)

1.1.1 恒溫恒壓供熱系統(tǒng)主界面

圖2 供熱系統(tǒng)WinCC主界面

恒溫恒壓供熱系統(tǒng)在PLC控制程序基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了上位機(jī)wincc組態(tài)，其主界面如圖2所示，包含了以下內(nèi)容:①用戶的權(quán)限管理;②設(shè)計(jì)主題;③供水各主要參數(shù)信息;④當(dāng)前日期和時(shí)間;⑤當(dāng)前供水各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，⑥超溫超壓的聲音報(bào)警，⑦界面切換或退出，⑧現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程操作。

1.1.2 參數(shù)界面

參數(shù)一覽表中分為開關(guān)量、模擬量和狀態(tài)信息，開關(guān)量包含各個(gè)泵、閥等的狀態(tài);模擬量包含溫度、壓力等傳感器檢測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);狀態(tài)信息是系統(tǒng)中重點(diǎn)部分的實(shí)時(shí)狀態(tài)，為操作人員的監(jiān)控管理予以方便。

1.1.3 報(bào)警信息系統(tǒng)

報(bào)警系統(tǒng)包含了當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)和故障信息等。報(bào)警信息以消息的形式形成報(bào)警信息頁面，以及報(bào)警的具體狀態(tài)信息，這樣相關(guān)操作人員和設(shè)備維護(hù)人員就可以及時(shí)了解供熱機(jī)組以及相關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息。

1.1.4 上位組態(tài)權(quán)限管理

供熱系統(tǒng)WinCC組態(tài)對(duì)各級(jí)管理權(quán)限進(jìn)行了設(shè)置，操作員、維護(hù)員或者系統(tǒng)管理員進(jìn)入WinCC監(jiān)控系統(tǒng)主界面前都必須先登錄。退出系統(tǒng)時(shí)也必須按照權(quán)限操作。

2 WinCC監(jiān)控下的系統(tǒng)功能

公寓供熱WinCC監(jiān)控系統(tǒng)可以完成以下管理功能:①供水系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備狀態(tài)的控制;②運(yùn)行過程中各數(shù)據(jù)的顯示與趨勢(shì)圖的生成，如實(shí)際溫度，實(shí)際壓力，實(shí)際流速等;③系統(tǒng)故障診斷顯示，報(bào)警、記錄并生成報(bào)表;④用戶的權(quán)限管理。

3 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

恒溫恒壓供熱系統(tǒng)是以PLC為控制核心，形成自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并以WinCC監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。其系統(tǒng)功能特點(diǎn)概括如下:

(1)集成化。系統(tǒng)以S7－300 PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制、管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集，WinCC組態(tài)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)警、信息報(bào)表等功能。

(2)易操作性。由WinCC編程組態(tài)，形成的人機(jī)界面可以方便的進(jìn)行系統(tǒng)操作和管理，并且把設(shè)備狀態(tài)、相關(guān)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)報(bào)表信息直接通過計(jì)算機(jī)傳送到相關(guān)部門。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)在WinCC組態(tài)配合下，其性能更加穩(wěn)定，操作更方便，減少了維護(hù)人員的工作量，保證了恒溫恒壓供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，畫面中的大量信息可以很好的滿足供熱相關(guān)需求，并幫助維護(hù)人員及時(shí)有效地分析解決現(xiàn)場的恒溫恒壓供熱問題，充分發(fā)揮了人機(jī)界面對(duì)于集中供熱控制系統(tǒng)的重要作用，大大降低了整個(gè)公寓供熱系統(tǒng)操作故障率和操作員以及設(shè)備維護(hù)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了供熱效率和安全性。

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