某泵站的远程监控系统
某泵站的远程监控系统[20201006182922]
Key words: WinCC; configuration software; remote monitoring目 录
第1章 前言 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 研究目的和意义 - 2 -
第2章 系统分析 - 3 -
2.1 系统分析方法 - 3 -
2.2可行性分析 - 3 -
2.2.1 技术可行性 - 3 -
2.2.2 经济可行性 - 3 -
2.2.3 使用可行性 - 3 -
第3章 系统设计与实现 - 5 -
3.1 上位机监控系统通讯组态 - 5 -
3.1.1 WinCC与PLC的通讯原理 - 5 -
3.1.2 建立WinCC与PLC的通讯 - 5 -
3.2 上位机监控系统的图形界面设计 - 7 -
3.2.1 用户登录界面 - 7 -
3.2.2 主界面 - 8 -
3.2.4 系统图界面 - 9 -
3.2.5 报警画面 - 10 -
3.2.6曲线图画面 - 11 -
3.2.7 变量记录画面 - 11 -
3.3用户管理 - 12 -
3.4小结 - 13 -
第4章 视频系统 - 14 -
4.1视频系统的安装 - 14 -
4.2视频系统的使用 - 14 -
4.3存储服务器 - 15 -
第5章 结论与展望 - 17 -
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 5.1关于研究开发的工作总结 - 17 -
5.2进一步的研究与展望 - 17 -
5.3小结 - 17 -
参考文献 - 18 -
致 谢 - 19 -
第1章 前言
1.1 研究背景
在过去的传统工业中，往往由工人在现场巡查设备的工作状态并且需要技术员对不同设备的实时数据进行采集整理，这种现场的监测方式不仅会浪费过多的劳动力，还可能因为现场采集信息无法满足工业实时性的要求而带来重大问题，同样现场巡检设备也可能存在安全隐患。这些问题给工业自动化的发展带来了阻碍，但同时也刺激着计算机监控系统的发展，因此国外许多企业开始着眼于计算机监控系统的研究。
随着计算机技术、网络通信技术和自动化系统的飞速发展以及工业革命之后人们迫切提高工业生产效率的愿望，美国研制出了第一台可编程逻辑控制器（PLC），这为实现通过计算机网络技术对工业设备进行监测和控制提供了可能。
虽然可编程逻辑控制器可以让工业设备更高效的运作，但是仅仅依赖于可编程逻辑控制器对设备的监控是远远不够的。这种局限性主要表现为：不能显示目标设备的图形画面，不能大量存储相关数据，不能给予用户一个友好的交互界面。但是，计算机有出众的运算能力和存储能力，于是计算机监控系统开始逐渐替代了传统工业的监控模式。
1.2 国内外研究现状
国外：德国西门子公司在1996年推出了基于Windows操作系统的监控组态软件WinCC，十多年来计算机技术、软件工程和工业自动化的迅速发展让WinCC不断推陈出新以解决更多的问题。WinCC V7.0版本进行了多种工具和编程方案的创新，并增加了工业智能选件，可以更高效、更智能地操作数据。WinCC组态软件作为世界上最受好评的监控组态被广泛应用于各种行业，例如冶金行业、水利行业、电力行业、汽车生产和造纸加工行业等。
国内：上世纪八十年代末，Intouch成为最先进入中国市场的商用监控组态软件，它的引进加速了各大软件公司推出自己的监控组态软件的进程。相比国外工业自动化的水平，我国还有着巨大差距，因此我们需要学习国外的监控模式。组态王是我国国内组态软件中比较优秀的软件，它功能强大，甚至在一些细节上可以媲美WinCC。在国内，企业对组态软件的选择上，大中型企业都会把WinCC组态软件作为监控系统的首选，小型企业通常会选择组态王作为监控组态软件，两种软件均受到业内人士的一致好评。
国内外的监控系统都要基于以太网技术、控制系统以及监控系统，都要实现控制器与监控的通讯[1]。WinCC组态软件为开发计算机监控系统提供了简便而高效的方式，内置报表、图像、报警、归档等众多功能，仅仅通过组态功能实现开发，免去了繁琐复杂的编程工作，让用户更得心应手的使用[2]。WinCC提供许多通信接口，大大提高了工业网络通信的可靠性。通过这种监控模式，管理层具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、可靠的数据传输，实现工厂设备和机器的最优化运行，最大程度地提高了工厂的人员利用率和生产效率。基于工业以太网技术与 WinCC运行环境的工业网络系统，在基础性工业和需要复杂应用的工业控制场合，均得到广泛的应用，发挥出其强劲的优势。
1.3 研究目的和意义
随着自动化系统的高度发展，传统的人力监控方式 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
必将被计算机监控所替代。高效安全的计算机监控模式对智能监控的发展有促进作用，因此有进一步研究的价值[3]。
本文要研究的内容立足于汽车生产线的监控项目，项目需要对水泵的水温、水压和设备状态进行监测，为了让设备有条不紊地工作，应用计算机对设备进行监控可达到一些目的：设备异常可以更快速进行修整，极大保证工作人员的安全，通过计算机对数据进行存储效率更高，提高工业生产自动化。通过应用可以在项目中锻炼系统开发能力，包括硬件选型和软件开发能力。视频监控平台实现现场摄像头的视频采集、存储、回放等功能；工业控制系统监控平台实现泵站设备的远程信息采集、数据归档、故障报警、趋势显示等功能。针对具体的工厂设施制定具体的监控方案，加深自己对软件和硬件理论知识的理解，具有切实的意义。
第2章 系统分析
2.1 系统分析方法
传统的汽车泵房都是由工人实地巡检水泵的工作状态，这种监控方式不仅效率低、可控性差，而且工人的安全也难以保证。相对于传统的监控方式的诸多不利，采用计算机监控技术替代人力监控是更高效的。项目要监控的是汽车泵房的水泵。针对泵站的监控系统首先要对现场进行实际考察，确定要对各个水泵监控的监控属性及数据参数类型。现场泵房内有三个循环泵和两个冷却泵，要监控的数据属性有水泵的温度、频率、压强、设备异常和启停。各个水泵都连接到可编程逻辑控制器（PLC），泵房监控系统通过与可编程逻辑控制器（PLC）的通讯来控制各个水泵的工作状态。项目要在四百米外的主控室搭建监控系统来实现远程监控，监控循环水和冷却水的水温和水压以及水泵的启停状态和是否故障，分析参数的趋势变化，及时对突发情况采取措施。系统的人机界面友好性强，可直观地指导操作人员进行维护和管理。系统由可编程逻辑控制器（PLC）、工业组态软件WinCC、上位机监控应用软件、交换机、网络中继器及一台原装PC机（上位机）组成。PLC作为下位机通过工业以太网连接上位机，上位机通过监控软件来监视泵房的水泵。主控室内的上位监控机采用DELL原装台式机，视频系统的摄像装置采用海康摄像机。由于是在四百米外进行监视，所以需要使用网络中继器放大信号，这样不需光纤，节省了成本。
Key words: WinCC; configuration software; remote monitoring目 录
第1章 前言 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 研究目的和意义 - 2 -
第2章 系统分析 - 3 -
2.1 系统分析方法 - 3 -
2.2可行性分析 - 3 -
2.2.1 技术可行性 - 3 -
2.2.2 经济可行性 - 3 -
2.2.3 使用可行性 - 3 -
第3章 系统设计与实现 - 5 -
3.1 上位机监控系统通讯组态 - 5 -
3.1.1 WinCC与PLC的通讯原理 - 5 -
3.1.2 建立WinCC与PLC的通讯 - 5 -
3.2 上位机监控系统的图形界面设计 - 7 -
3.2.1 用户登录界面 - 7 -
3.2.2 主界面 - 8 -
3.2.4 系统图界面 - 9 -
3.2.5 报警画面 - 10 -
3.2.6曲线图画面 - 11 -
3.2.7 变量记录画面 - 11 -
3.3用户管理 - 12 -
3.4小结 - 13 -
第4章 视频系统 - 14 -
4.1视频系统的安装 - 14 -
4.2视频系统的使用 - 14 -
4.3存储服务器 - 15 -
第5章 结论与展望 - 17 -
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 5.1关于研究开发的工作总结 - 17 -
5.2进一步的研究与展望 - 17 -
5.3小结 - 17 -
参考文献 - 18 -
致 谢 - 19 -
第1章 前言
1.1 研究背景
在过去的传统工业中，往往由工人在现场巡查设备的工作状态并且需要技术员对不同设备的实时数据进行采集整理，这种现场的监测方式不仅会浪费过多的劳动力，还可能因为现场采集信息无法满足工业实时性的要求而带来重大问题，同样现场巡检设备也可能存在安全隐患。这些问题给工业自动化的发展带来了阻碍，但同时也刺激着计算机监控系统的发展，因此国外许多企业开始着眼于计算机监控系统的研究。
随着计算机技术、网络通信技术和自动化系统的飞速发展以及工业革命之后人们迫切提高工业生产效率的愿望，美国研制出了第一台可编程逻辑控制器（PLC），这为实现通过计算机网络技术对工业设备进行监测和控制提供了可能。
虽然可编程逻辑控制器可以让工业设备更高效的运作，但是仅仅依赖于可编程逻辑控制器对设备的监控是远远不够的。这种局限性主要表现为：不能显示目标设备的图形画面，不能大量存储相关数据，不能给予用户一个友好的交互界面。但是，计算机有出众的运算能力和存储能力，于是计算机监控系统开始逐渐替代了传统工业的监控模式。
1.2 国内外研究现状
国外：德国西门子公司在1996年推出了基于Windows操作系统的监控组态软件WinCC，十多年来计算机技术、软件工程和工业自动化的迅速发展让WinCC不断推陈出新以解决更多的问题。WinCC V7.0版本进行了多种工具和编程方案的创新，并增加了工业智能选件，可以更高效、更智能地操作数据。WinCC组态软件作为世界上最受好评的监控组态被广泛应用于各种行业，例如冶金行业、水利行业、电力行业、汽车生产和造纸加工行业等。
国内：上世纪八十年代末，Intouch成为最先进入中国市场的商用监控组态软件，它的引进加速了各大软件公司推出自己的监控组态软件的进程。相比国外工业自动化的水平，我国还有着巨大差距，因此我们需要学习国外的监控模式。组态王是我国国内组态软件中比较优秀的软件，它功能强大，甚至在一些细节上可以媲美WinCC。在国内，企业对组态软件的选择上，大中型企业都会把WinCC组态软件作为监控系统的首选，小型企业通常会选择组态王作为监控组态软件，两种软件均受到业内人士的一致好评。
国内外的监控系统都要基于以太网技术、控制系统以及监控系统，都要实现控制器与监控的通讯[1]。WinCC组态软件为开发计算机监控系统提供了简便而高效的方式，内置报表、图像、报警、归档等众多功能，仅仅通过组态功能实现开发，免去了繁琐复杂的编程工作，让用户更得心应手的使用[2]。WinCC提供许多通信接口，大大提高了工业网络通信的可靠性。通过这种监控模式，管理层具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、可靠的数据传输，实现工厂设备和机器的最优化运行，最大程度地提高了工厂的人员利用率和生产效率。基于工业以太网技术与 WinCC运行环境的工业网络系统，在基础性工业和需要复杂应用的工业控制场合，均得到广泛的应用，发挥出其强劲的优势。
1.3 研究目的和意义
随着自动化系统的高度发展，传统的人力监控方式 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
必将被计算机监控所替代。高效安全的计算机监控模式对智能监控的发展有促进作用，因此有进一步研究的价值[3]。
本文要研究的内容立足于汽车生产线的监控项目，项目需要对水泵的水温、水压和设备状态进行监测，为了让设备有条不紊地工作，应用计算机对设备进行监控可达到一些目的：设备异常可以更快速进行修整，极大保证工作人员的安全，通过计算机对数据进行存储效率更高，提高工业生产自动化。通过应用可以在项目中锻炼系统开发能力，包括硬件选型和软件开发能力。视频监控平台实现现场摄像头的视频采集、存储、回放等功能；工业控制系统监控平台实现泵站设备的远程信息采集、数据归档、故障报警、趋势显示等功能。针对具体的工厂设施制定具体的监控方案，加深自己对软件和硬件理论知识的理解，具有切实的意义。
第2章 系统分析
2.1 系统分析方法
传统的汽车泵房都是由工人实地巡检水泵的工作状态，这种监控方式不仅效率低、可控性差，而且工人的安全也难以保证。相对于传统的监控方式的诸多不利，采用计算机监控技术替代人力监控是更高效的。项目要监控的是汽车泵房的水泵。针对泵站的监控系统首先要对现场进行实际考察，确定要对各个水泵监控的监控属性及数据参数类型。现场泵房内有三个循环泵和两个冷却泵，要监控的数据属性有水泵的温度、频率、压强、设备异常和启停。各个水泵都连接到可编程逻辑控制器（PLC），泵房监控系统通过与可编程逻辑控制器（PLC）的通讯来控制各个水泵的工作状态。项目要在四百米外的主控室搭建监控系统来实现远程监控，监控循环水和冷却水的水温和水压以及水泵的启停状态和是否故障，分析参数的趋势变化，及时对突发情况采取措施。系统的人机界面友好性强，可直观地指导操作人员进行维护和管理。系统由可编程逻辑控制器（PLC）、工业组态软件WinCC、上位机监控应用软件、交换机、网络中继器及一台原装PC机（上位机）组成。PLC作为下位机通过工业以太网连接上位机，上位机通过监控软件来监视泵房的水泵。主控室内的上位监控机采用DELL原装台式机，视频系统的摄像装置采用海康摄像机。由于是在四百米外进行监视，所以需要使用网络中继器放大信号，这样不需光纤，节省了成本。
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