城市污水泵站远程监控系统设计现场子系统(附件)
为了解决城市污水泵站监控系统技术落后的问题，提出了基于PLC、Wincc、Wincc flexible等远程监控系统设计方案。系统由上位机、现场控制子系统、HMI等组成，实现了PLC、Wincc、Wincc flexible三者之间的网络连接和数据交换，并通过Wincc、Wincc flexible组态软件设计模拟工艺流程，方便直观。现场控制子系统负责泵站工艺流程控制、运行信息以及工艺数据的实时采集，同时将所采集的数据实时上传；上位机系统则负责监控城市各泵站系统的运行情况，自动诊断各种通讯异常和错误，并主动恢复或自动保护，确保系统正常运行。仿真调试结果表明该系统运行稳定，基本实现了泵站远程监控系统的要求，方案是安全可行的。关键词 泵站远程监控，监控系统，PLC，Wincc，HMI目 录
1 绪论 1
1．1 研究背景 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题研究意义 2
1．4 课题主要研究内容 2
2 系统设计方案 3
2．1 泵站工艺 3
2．2 泵站功能 3
2.2.1 污水泵控制系统 3
2.2.2 主要运行参数的测量 4
2．3 系统设计原则 5
2．4 总体设计方案 5
3 系统硬件选型和软件设计 6
3．1 硬件系统的设计 6
3.1.1 可编程控制器（PLC） 6
3.1.2 PLC特点 6
3.1.3 PLC输入输出变量统计 7
3.1.4 PLC设备选型 9
3.1.5 电机控制原理图 10
3．2 PLC程序设计 11
3.2.1硬件配置 11
3.2.2 PLC中变量定义 11
3.2.3 PLC管理界面 12
3.2.4 系统的手自动控制程序 12
3．3 STEP7与触摸屏之间的MPI通信 13
4 触摸屏 14
4．1 触摸屏选型 14
4．2 HMI设计 14
4.2.1用户登录界面管理
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
.2.1硬件配置 11
3.2.2 PLC中变量定义 11
3.2.3 PLC管理界面 12
3.2.4 系统的手自动控制程序 12
3．3 STEP7与触摸屏之间的MPI通信 13
4 触摸屏 14
4．1 触摸屏选型 14
4．2 HMI设计 14
4.2.1用户登录界面管理 16
4.2.2主界面 16
4.2.3工艺界面 16
4.2.4参数设定 19
4.2.5趋势视图 20
4.2.6控制方式 20
5 系统调试 20
5.1 用户登录界面调试 21
5.2 主界面调试 21
5.3工艺界面 22
5.4手动控制和自动控制 22
5.5数据输入界面 22
5.6报警界面 23
5.7趋势视图界面 23
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1．1 研究背景
高度的城市化水平使得人们的生活节奏越来越快，生活中、工作中，大家看到的都是窗明几净，一尘不染，殊不知城市承担着很大的压力。人们在享受生活的同时产生的工业污水和生活污水也越来越多，城市污水处理的压力也越来越大。传统的污水监控方法已然不能适应发展的需求，需要一种新型的污水监控系统取而代之，于是城市污水泵站远程监控系统应运而生。远程监控，顾名思义就是利用网络对计算机设备进行远程监视和控制，工作人员可以在远程准确无误的实现对泵站的控制。
远程监控系统共分为三个部分：一是现场工艺的实现，由设定好的程序与设备稳定的完成工艺。这一部分是泵站监控系统的基础，也是核心。第二部分是远程监控，相对于现场设备的运行，远程监控则是远距离实现对现场画面的模拟，通过软件呈现出现场设备的运行情况以及数据的显示。第三部分，现场手动调试，除了设备的自动运行，现场也安排了手动控制，增加了系统的多样化，使得系统面对突发事件时有更多的处理方式。
1．2 国内外研究现状
上个世纪以来，我国国民经济迅猛发展，城市化进程越来越快，污水问题也随之出现。改革开放初期阶段，农业生产刚刚起步，污水污染的程度比较低，政府面对这种情况采取的政策是将污水进行农业灌溉，并且我国北方有些缺水地区将污水灌溉作为实验项目向其他地区进行推广，因此全国范围内的污水处理措施都不是很多。当时的工艺很多停留在初级处理阶段，规模也不是很大，污水处理量大约每天有几千立方米，污水处理技术以及管理泵站的水平都比较落后。随着污水越来越多，政府对此的重视程度也越来越重，泵站监控技术也随着改进。当然最开始还是通过人力亲为来实现对泵站的监控，工作人员奔走在各大泵站实现泵站之间的联系。90年代初期，随着科技的不断创新，计算机技术的迅猛发展，大型污水处理厂的建设，自动化程度的提高，我国泵站监控系统走向新的阶段。虽然经历了很多的失败，但是在此基础上不断创新、交流，使得现在的泵站监控技术越来越稳定，越来越成熟，并且运用于各大城市。计算机技术的历史性的发展，自动化技术的不断完善，这些都使我国的泵站监控技术越来越先进。
相较国内的泵站研究水平，发达国家的泵站研究水平较高，国外的泵站在监测、运行等方面做的更好一些，自动化程度更高一些。国外的一些发达国家，由于经济相对较领先，污水问题浮现较早，泵站监控系统发展历史更久，之间的交流也更多。首先在泵站基础设施方面，国外的泵站配套机组结构和运作方式比较多，硬件设施质量优良，生产的水泵更优秀，更适应本地机组的运作。其次，泵站研究较为深刻，泵站的数据采集、报警装置、实时数据记录等方面都做的很完善。再次，泵站监控技术方面，目前市面上的监控技术依赖的软件大多都是国外公司出品的，如AB公司的SLC系列、西门子公司的S7系列等，他们研究时间久，技术成熟，更符合监控系统的需要。俗话说因地制宜，国外的技术也都是根据他们当地的处理要求研究的，几乎没有结合我国的实际情况，在软件应用方面，肯定是国外的更适应。然而我国大部分泵站设备都是进口的，因此对于设备本身的兼容性国外更具有优势。最后在工作人员方面，由于国外的发展历史更为悠久，他们的管理人员经验更为丰富。当泵组出现突发状况时，工作人员面对这种情况有更多处理的方法，国外的工作人员之间的交流更多。管理人员不多，但是对于设备的管理更具专业性。这些方面，我国还有很大提升的空间。多一些国内外的交流将会大大改进我国目前存在的问题，相信我国的泵站监控技术很快就会跻身世界先进行列。
1．3 课题研究意义
人们在享受生活的同时产生的工业污水和生活污水也越来越多，城市污水处理的压力也随之越来越大。排水泵站作为城市建设和管理工程的重要措施，担负着城市排水的重要职责。一个好的泵站不仅仅体现着一种保障，更能为广大人民群众提供优质的服务，对城市的现代化建设有着卓越的贡献。作为现代化绿色城市的重要指标，污水的监测保障着城市的切身利益。想象下如果生活的环境很是脏乱，充斥着工业污水的恶臭，人们将很难生活，污水处理的重要性不言而喻。这样的一个民生工程带给我们的将是无限的益处。传统的泵站监控方式主要是安排各组工作人员在各大泵站进行值班，再对其他的子泵站每天例行检查，突发事件通过电话或者调配人员进行处理，实现对城市污水的监控。这种传统的方法严重浪费人力物
1 绪论 1
1．1 研究背景 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题研究意义 2
1．4 课题主要研究内容 2
2 系统设计方案 3
2．1 泵站工艺 3
2．2 泵站功能 3
2.2.1 污水泵控制系统 3
2.2.2 主要运行参数的测量 4
2．3 系统设计原则 5
2．4 总体设计方案 5
3 系统硬件选型和软件设计 6
3．1 硬件系统的设计 6
3.1.1 可编程控制器（PLC） 6
3.1.2 PLC特点 6
3.1.3 PLC输入输出变量统计 7
3.1.4 PLC设备选型 9
3.1.5 电机控制原理图 10
3．2 PLC程序设计 11
3.2.1硬件配置 11
3.2.2 PLC中变量定义 11
3.2.3 PLC管理界面 12
3.2.4 系统的手自动控制程序 12
3．3 STEP7与触摸屏之间的MPI通信 13
4 触摸屏 14
4．1 触摸屏选型 14
4．2 HMI设计 14
4.2.1用户登录界面管理
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
.2.1硬件配置 11
3.2.2 PLC中变量定义 11
3.2.3 PLC管理界面 12
3.2.4 系统的手自动控制程序 12
3．3 STEP7与触摸屏之间的MPI通信 13
4 触摸屏 14
4．1 触摸屏选型 14
4．2 HMI设计 14
4.2.1用户登录界面管理 16
4.2.2主界面 16
4.2.3工艺界面 16
4.2.4参数设定 19
4.2.5趋势视图 20
4.2.6控制方式 20
5 系统调试 20
5.1 用户登录界面调试 21
5.2 主界面调试 21
5.3工艺界面 22
5.4手动控制和自动控制 22
5.5数据输入界面 22
5.6报警界面 23
5.7趋势视图界面 23
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1．1 研究背景
高度的城市化水平使得人们的生活节奏越来越快，生活中、工作中，大家看到的都是窗明几净，一尘不染，殊不知城市承担着很大的压力。人们在享受生活的同时产生的工业污水和生活污水也越来越多，城市污水处理的压力也越来越大。传统的污水监控方法已然不能适应发展的需求，需要一种新型的污水监控系统取而代之，于是城市污水泵站远程监控系统应运而生。远程监控，顾名思义就是利用网络对计算机设备进行远程监视和控制，工作人员可以在远程准确无误的实现对泵站的控制。
远程监控系统共分为三个部分：一是现场工艺的实现，由设定好的程序与设备稳定的完成工艺。这一部分是泵站监控系统的基础，也是核心。第二部分是远程监控，相对于现场设备的运行，远程监控则是远距离实现对现场画面的模拟，通过软件呈现出现场设备的运行情况以及数据的显示。第三部分，现场手动调试，除了设备的自动运行，现场也安排了手动控制，增加了系统的多样化，使得系统面对突发事件时有更多的处理方式。
1．2 国内外研究现状
上个世纪以来，我国国民经济迅猛发展，城市化进程越来越快，污水问题也随之出现。改革开放初期阶段，农业生产刚刚起步，污水污染的程度比较低，政府面对这种情况采取的政策是将污水进行农业灌溉，并且我国北方有些缺水地区将污水灌溉作为实验项目向其他地区进行推广，因此全国范围内的污水处理措施都不是很多。当时的工艺很多停留在初级处理阶段，规模也不是很大，污水处理量大约每天有几千立方米，污水处理技术以及管理泵站的水平都比较落后。随着污水越来越多，政府对此的重视程度也越来越重，泵站监控技术也随着改进。当然最开始还是通过人力亲为来实现对泵站的监控，工作人员奔走在各大泵站实现泵站之间的联系。90年代初期，随着科技的不断创新，计算机技术的迅猛发展，大型污水处理厂的建设，自动化程度的提高，我国泵站监控系统走向新的阶段。虽然经历了很多的失败，但是在此基础上不断创新、交流，使得现在的泵站监控技术越来越稳定，越来越成熟，并且运用于各大城市。计算机技术的历史性的发展，自动化技术的不断完善，这些都使我国的泵站监控技术越来越先进。
相较国内的泵站研究水平，发达国家的泵站研究水平较高，国外的泵站在监测、运行等方面做的更好一些，自动化程度更高一些。国外的一些发达国家，由于经济相对较领先，污水问题浮现较早，泵站监控系统发展历史更久，之间的交流也更多。首先在泵站基础设施方面，国外的泵站配套机组结构和运作方式比较多，硬件设施质量优良，生产的水泵更优秀，更适应本地机组的运作。其次，泵站研究较为深刻，泵站的数据采集、报警装置、实时数据记录等方面都做的很完善。再次，泵站监控技术方面，目前市面上的监控技术依赖的软件大多都是国外公司出品的，如AB公司的SLC系列、西门子公司的S7系列等，他们研究时间久，技术成熟，更符合监控系统的需要。俗话说因地制宜，国外的技术也都是根据他们当地的处理要求研究的，几乎没有结合我国的实际情况，在软件应用方面，肯定是国外的更适应。然而我国大部分泵站设备都是进口的，因此对于设备本身的兼容性国外更具有优势。最后在工作人员方面，由于国外的发展历史更为悠久，他们的管理人员经验更为丰富。当泵组出现突发状况时，工作人员面对这种情况有更多处理的方法，国外的工作人员之间的交流更多。管理人员不多，但是对于设备的管理更具专业性。这些方面，我国还有很大提升的空间。多一些国内外的交流将会大大改进我国目前存在的问题，相信我国的泵站监控技术很快就会跻身世界先进行列。
1．3 课题研究意义
人们在享受生活的同时产生的工业污水和生活污水也越来越多，城市污水处理的压力也随之越来越大。排水泵站作为城市建设和管理工程的重要措施，担负着城市排水的重要职责。一个好的泵站不仅仅体现着一种保障，更能为广大人民群众提供优质的服务，对城市的现代化建设有着卓越的贡献。作为现代化绿色城市的重要指标，污水的监测保障着城市的切身利益。想象下如果生活的环境很是脏乱，充斥着工业污水的恶臭，人们将很难生活，污水处理的重要性不言而喻。这样的一个民生工程带给我们的将是无限的益处。传统的泵站监控方式主要是安排各组工作人员在各大泵站进行值班，再对其他的子泵站每天例行检查，突发事件通过电话或者调配人员进行处理，实现对城市污水的监控。这种传统的方法严重浪费人力物
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