城市污水泵站远程监控系统设计上位机子系统(附件)
为了解决城市污水泵站地域分散、难于统一管理和决策，以及运行成本高、系统不够安全的问题。在分析目前远程监控系统结构的基础上，本文基于VPN提出了城市污水泵站远程监控系统设计方案，有效解决了污水泵站远程监控的问题。系统由上位机、现场控制子系统、HMI等组成，上位机和现场PLC子系统间通过VPN实现数据交互。现场控制子系统负责泵站工艺流程控制、运行信息以及pH值、流量、水位等数据的实时采集，同时将所采集的系统运行数据实时上传；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，泵站远程监控系统的实施，进一步提高了系统的信息化程度，为城市污水泵站优化、决策系统的实施奠定了基础。关键词 城市污水泵站，PLC，VPN，WINCC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 研究目的和意义 2
1.4 课题主要研究内容 2
2 系统总体设计方案 3
2.1 城市污水泵站工艺 3
2.2 污水泵站监控系统功能设计 4
2.2.1 污水泵与格栅的自动控制 4
2.2.2 主要运行参数的测量及采集 4
2.3 系统设计原则 5
2.4 总体设计方案 5
3 VPN的研究与分析 5
3.1 VPN基础 6
3.1.1 VPN定义 6
3.1.2 VPN的工作原理 6
3.1.3 VPN的特点 6
3.2 VPN的实现 7
4 系统硬件和软件设计 8
4.1 硬件系统的设计与实现 8
4.1.1 PLC介绍 8
4.1.2 PLC工作原理 8
4.1.3 PLC特点 8
4.1.4 PLC输入输出点数统计 9
4.1.5 PLC设备配置清单 10
4.1.6 PLC程序设计 11
4.2 监控软件设计(WINCC) 13
4.2.1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
统的设计与实现 8
4.1.1 PLC介绍 8
4.1.2 PLC工作原理 8
4.1.3 PLC特点 8
4.1.4 PLC输入输出点数统计 9
4.1.5 PLC设备配置清单 10
4.1.6 PLC程序设计 11
4.2 监控软件设计(WINCC) 13
4.2.1 监控软件介绍 13
4.2.2 监控软件变量定义 14
4.2.3 监控软件变量和报警归档 15
4.2.4 监控软件画面设计 16
结论 21
致谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 研究背景
污水泵站的主要任务是对排入泵站的生活污水或其他污水进行除杂并提升水位后向污水处理厂送水。近年来，我国城市污水泵站的管理模式逐渐出现了很多弊端比如速度慢、低效率、成本高等。已经越来越无法满足城市的发展要求。人们正在逐渐认识到远程监控技术的重要性。远程监控是指使用计算机通过网络接收工艺参数并对现场设备进行监控。
1.2 国内外研究现状
我国的泵站监控系统从20世纪70年代开始在水利行业中研制和运用。近年来随着计算机技术飞速发展，社会不断改革创新，人们的生活，尤其是城市生活越来越舒适，对城市污水的处理要求也逐渐提高，为了满足人们生活的需要，我国泵站监控技术也在不断进步。其发展过程总体可分为三个阶段：起步、完善、应用。1969年起，江都一、二、三站先后投产，1972年江都站开始试验自动化控制；完善阶段，20世纪8O年代，计算机使用，硬件和软件的升级。各种自动化装备加入到泵站过程中；应用阶段，20世纪90年代，计算机有了跨越般的发展，自动化技术的完善和运用不断改变着泵站综合监控系统的功能，早期的系统都只有监测功能，后来才增加了控制功能，最终发展成测控管一体化综合监控系统。
国外非常注重城市污水泵站的建设，尤其是日本、荷兰、美国、原苏联等国家。日本污水泵站的特点是具有周密的维护与管理系统，从1955年到1994年日本的污水泵站达到了全国百分百的覆盖率，在2006年日本完成“首都圈外围排水路”工程，全程都拥有计算机监控，且设有中央控制室。日本的污水泵站拥有世界上最先进的城市排水系统。巴黎有宏大周密的排水系统，1850年到1999年，巴黎完成了对城市污水和雨水的百分百处理。在巴黎下水道中的不同地段，分别设有排水泵站、提水泵站、拦截杂物阀门、水力冲洗设备、清理污渍阀门等设施。能够将地表水和城市生活污水分区流入各个处理厂达到资源的合理分配处理。美国有世界上扬程最远、流量最大的泵站——埃德蒙斯顿泵站。美国污水泵站具有集中统一的调度管理，加州的排水工程就是由水资源部统一管理，包括计算机检测、通信、监控和调度，大大改善了服务质量。
在网络和电子技术飞速发展的时期，经济的发展越来越依靠这两个法宝。在争分夺秒的时期，想要在市场上站稳脚跟，就必须要有高速、高频率的信息交流。通过网络传递信息无疑满足了人们的需要，但是随着网络使用者的增加，信息的安全性开始出现问题。当人们迫切需要一个解决方案时，VPN成功面世，解决了人们的需求。
VPN虚拟专网是虚拟私有网络(Virtual Private Network)的简称，它是一种利用公共网络来构建的私有专用网络。所谓虚拟，是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用Internet公众数据网络的数据线路。所谓专用网络，是指用户可以为自己定制一个最符合自己需求的网络。在其他国家，VPN网络技术最早是在1997年面世，短短四年，VPN就在全球市场上占据了120亿美元。在国内，据权威机构《赛迪网》顾问调查显示：从2002年开始，VPN在国内的市场占有率就在显著提高，增长幅度也呈上涨趋势。超过了其他网络安全技术。VPN是当下网络技术中具有代表性的技术，它在大大加强网络的安全性和服务效果同时兼具操作简单、成本低等优点，必然会成为信息传输业务的主要依靠。
1.3 研究目的和意义
中国水资源严重缺乏，是世界13个缺水国家之一，中国城市污水处理效率低。城市污水处理在发达国家已经成为一个稳定的市场，而在中国迫切需要加快污水处理的发展速度。污水处理对于全面建设小康社会非常重要。
污水泵站作为城市管理和建设工程的主要措施，负担着城市排污的重要责任，一个好的泵站不仅仅体现着实力，更能为广大群众提供更好的服务，对城市的建设有着卓越的贡献。伴随着社会的进步，人们的生活变化非常大，监控技术正在被越来越多的人接受和使用。监控系统也随之发展起来。传统的污水处理方式较为死板，效率不高，人员安全度不高，耗费的人力物力较大，维修费用高，更不能实现远程监控，管理起来也不方便，这一切的问题的突破口是新的技术的应用。随着信息科技的进步，因特网的发达，现在国内外在泵站监控这方而取得了不俗的进展，基本实现了远程监控
1 绪论 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
1.4 课题主要研究内容 2
2 系统总体设计方案 3
2.1 城市污水泵站工艺 3
2.2 污水泵站监控系统功能设计 4
2.2.1 污水泵与格栅的自动控制 4
2.2.2 主要运行参数的测量及采集 4
2.3 系统设计原则 5
2.4 总体设计方案 5
3 VPN的研究与分析 5
3.1 VPN基础 6
3.1.1 VPN定义 6
3.1.2 VPN的工作原理 6
3.1.3 VPN的特点 6
3.2 VPN的实现 7
4 系统硬件和软件设计 8
4.1 硬件系统的设计与实现 8
4.1.1 PLC介绍 8
4.1.2 PLC工作原理 8
4.1.3 PLC特点 8
4.1.4 PLC输入输出点数统计 9
4.1.5 PLC设备配置清单 10
4.1.6 PLC程序设计 11
4.2 监控软件设计(WINCC) 13
4.2.1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
统的设计与实现 8
4.1.1 PLC介绍 8
4.1.2 PLC工作原理 8
4.1.3 PLC特点 8
4.1.4 PLC输入输出点数统计 9
4.1.5 PLC设备配置清单 10
4.1.6 PLC程序设计 11
4.2 监控软件设计(WINCC) 13
4.2.1 监控软件介绍 13
4.2.2 监控软件变量定义 14
4.2.3 监控软件变量和报警归档 15
4.2.4 监控软件画面设计 16
结论 21
致谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 研究背景
污水泵站的主要任务是对排入泵站的生活污水或其他污水进行除杂并提升水位后向污水处理厂送水。近年来，我国城市污水泵站的管理模式逐渐出现了很多弊端比如速度慢、低效率、成本高等。已经越来越无法满足城市的发展要求。人们正在逐渐认识到远程监控技术的重要性。远程监控是指使用计算机通过网络接收工艺参数并对现场设备进行监控。
1.2 国内外研究现状
我国的泵站监控系统从20世纪70年代开始在水利行业中研制和运用。近年来随着计算机技术飞速发展，社会不断改革创新，人们的生活，尤其是城市生活越来越舒适，对城市污水的处理要求也逐渐提高，为了满足人们生活的需要，我国泵站监控技术也在不断进步。其发展过程总体可分为三个阶段：起步、完善、应用。1969年起，江都一、二、三站先后投产，1972年江都站开始试验自动化控制；完善阶段，20世纪8O年代，计算机使用，硬件和软件的升级。各种自动化装备加入到泵站过程中；应用阶段，20世纪90年代，计算机有了跨越般的发展，自动化技术的完善和运用不断改变着泵站综合监控系统的功能，早期的系统都只有监测功能，后来才增加了控制功能，最终发展成测控管一体化综合监控系统。
国外非常注重城市污水泵站的建设，尤其是日本、荷兰、美国、原苏联等国家。日本污水泵站的特点是具有周密的维护与管理系统，从1955年到1994年日本的污水泵站达到了全国百分百的覆盖率，在2006年日本完成“首都圈外围排水路”工程，全程都拥有计算机监控，且设有中央控制室。日本的污水泵站拥有世界上最先进的城市排水系统。巴黎有宏大周密的排水系统，1850年到1999年，巴黎完成了对城市污水和雨水的百分百处理。在巴黎下水道中的不同地段，分别设有排水泵站、提水泵站、拦截杂物阀门、水力冲洗设备、清理污渍阀门等设施。能够将地表水和城市生活污水分区流入各个处理厂达到资源的合理分配处理。美国有世界上扬程最远、流量最大的泵站——埃德蒙斯顿泵站。美国污水泵站具有集中统一的调度管理，加州的排水工程就是由水资源部统一管理，包括计算机检测、通信、监控和调度，大大改善了服务质量。
在网络和电子技术飞速发展的时期，经济的发展越来越依靠这两个法宝。在争分夺秒的时期，想要在市场上站稳脚跟，就必须要有高速、高频率的信息交流。通过网络传递信息无疑满足了人们的需要，但是随着网络使用者的增加，信息的安全性开始出现问题。当人们迫切需要一个解决方案时，VPN成功面世，解决了人们的需求。
VPN虚拟专网是虚拟私有网络(Virtual Private Network)的简称，它是一种利用公共网络来构建的私有专用网络。所谓虚拟，是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用Internet公众数据网络的数据线路。所谓专用网络，是指用户可以为自己定制一个最符合自己需求的网络。在其他国家，VPN网络技术最早是在1997年面世，短短四年，VPN就在全球市场上占据了120亿美元。在国内，据权威机构《赛迪网》顾问调查显示：从2002年开始，VPN在国内的市场占有率就在显著提高，增长幅度也呈上涨趋势。超过了其他网络安全技术。VPN是当下网络技术中具有代表性的技术，它在大大加强网络的安全性和服务效果同时兼具操作简单、成本低等优点，必然会成为信息传输业务的主要依靠。
1.3 研究目的和意义
中国水资源严重缺乏，是世界13个缺水国家之一，中国城市污水处理效率低。城市污水处理在发达国家已经成为一个稳定的市场，而在中国迫切需要加快污水处理的发展速度。污水处理对于全面建设小康社会非常重要。
污水泵站作为城市管理和建设工程的主要措施，负担着城市排污的重要责任，一个好的泵站不仅仅体现着实力，更能为广大群众提供更好的服务，对城市的建设有着卓越的贡献。伴随着社会的进步，人们的生活变化非常大，监控技术正在被越来越多的人接受和使用。监控系统也随之发展起来。传统的污水处理方式较为死板，效率不高，人员安全度不高，耗费的人力物力较大，维修费用高，更不能实现远程监控，管理起来也不方便，这一切的问题的突破口是新的技术的应用。随着信息科技的进步，因特网的发达，现在国内外在泵站监控这方而取得了不俗的进展，基本实现了远程监控
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3595.html
