某泵站scada系统的设计与应用(附件)【字数：13133】
指导教师 陈海霞 摘 要水资源在现代属于相对紧缺的资源，如何提高水的利用效率是一个全世界都关注的热点。通过SCADA系统，提供泵站水循环的实时数据采集、处理及发布功能，提高水利系统的信息化程度和水平。本文在研究该泵站的监控要求的基础上，设计并实现了对污水泵站各种设备的控制，并通过PLC网络掌握整个泵站的自动调度及集中控制。论文首先对控制系统做了总体设计，由上位机和下位机两部分组成，并研究了数据库系统，然后分别做了具体的设计和实现。下位机部分以PLC为控制核心，由开关电源、继电器等设备组成，通过控制变频器和软启动器实现对水泵、清污机和闸门等设备的集中控制。上位机在计算机端操作，用组态软件设计人性化界面，使工作人员能处于监控室即可对泵站的运作进行远程监视和实时控制。最后对本系统的软硬件做了测试和现场调试。现场应用结果表明，该SCADA系统能够满足泵站的控制需求，提高了系统控制的实时性、可靠性和可操作性，又节省了相当的人工费用，基本实现无人化值班的目的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1SCADA系统研究的背景 1
1.2SCADA系统研究的意义 1
第二章 泵站的监控要求及工作流程 3
2.1泵站的主要功能 3
2.3泵站的大致工作流程 3
第三章 控制系统的总体设计 5
3.1系统结构的概述 5
3.2硬件的设计 5
3.2.1PLC选型 6
3.2.2PLC增加模块选择 6
3.2.3PLC各模块接线图 8
3.2.4彩色触屏的选择 10
3.2.5闸控主机的选择 11
3.2.6现地控制机柜的设计 11
3.3软件的设计 12
3.3.1下位机PLC使用的设计软件 12
3.3.2上位机使用的设计软件 13
3.3.3监控软件 13
3.3.4软件设计的基本原则 14
3.4数据库的设计 14
3.4.1数据库的功能 14
3.4.2数据库的设计步骤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
14
3.4.3数据库ER图 14
3.4.4数据操作 15
第四章 泵站SCADA系统的实现 17
4.1在STEP7软件上的硬件组态 17
4.2PLC的变量表 17
4.3PLC的主程序 20
4.3.1水泵、清污机和闸门的控制程序 20
4.3.2上位机指令重置 20
4.3.3低或高液位启动控制 21
4.3.4水位过高时的控制 23
4.4 PLC的子程序部分 23
4.4.1软起泵的启动控制程序 23
4.4.2软起泵的故障判断程序 24
4.4.3电流值转换 24
4.4.4数据转换 25
4.5上位机功能设计 26
4.6各功能的介绍 26
4.6.1登录功能 26
4.6.2用户设置功能 27
4.6.3泵组监控功能 28
4.6.4泵组报表功能 28
4.6.5闸门监控功能 29
4.6.6其他功能 30
第五章 调试及仿真结果 31
5.1PLC网络 31
5.2通讯 32
5.3调试仿真 33
第六章 对于本系统的总结和展望 34
结束语 35
致 谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1SCADA系统研究的背景
众所周知，水是人类的生命之源，我们的日常生活离不开水资源。但是，随着人口的增长，水资源也日益紧缺。所以，有关于水资源的研究以致被受各界关注。我们在日常的生活当中，都会产生大量的生活污水，所以，如何更好地处理这些污水，是非常关键的问题。污水泵站无疑是水利循环中非常重要的一个环节，如果能够非常有效率地进行污水处理，肯定能带来非常好的效果。泵站在使用的过程中，经常会遇到较差的运行状况，而且在平时的工作情况中，泵站的维修工作人员也很难做到实时的全方面的监管，使得泵站发生故障后经常要过很长时间才能发现问题并去修复。为了可以更加快捷地了解泵站运行时产生的问题，提高泵站的工作效率和自动化管理水平，必须要设计更加合适的监控管理系统来投入使用。
SCADA系统，是Supervisory Control And Data Acquisition系统的简称，即数据采集与监视控制系统。仅从字面理解，就可以了解它包含的两个主要功能：数据采集与监控。SCADA系统是通过功能强大的计算机，从远程进行数据采集和监控的系统，它集中了计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术等等，能够以本地货远程的自动控制，完成对监控区域的各种设备的实时数据采集，是工业运作、管理调度和诊断故障的先进技术手段。
在本课题中，污水泵站的日常运作中，就有SCADA系统很大的发挥空间。污水泵站的闸门、水泵和清污机在工作时，需要工作人员实时对其工作状况进行查看和维护，根据实际情况对设备的运行进行调整。为了减轻工作人员的工作负担，并提高工作的效率，通过SCADA系统，能够在监控室内部就掌握整个泵站的各种实时情况，对于泵站运作的调整，也更高效便捷。
1.2SCADA系统研究的意义
随着第三次工业革命的快速发展，工业需求的渐渐提高，更多的现场监控和处理工作，需要自动化程度更高更简易的控制系统。目前，大多数自动化控制都基于可编程控制器（PLC）。基于PLC进行对泵站的自动化控制，可以通过现地监控单元（MCU柜）和控制室实现对泵闸的自动化控制管理。建成后的泵站自动化监控系统将达到水泵、清污机、闸门等设备的启停控制远程化、设备监视现场化、值班无人化的目的。PLC本身是具有极高的可靠性的通用工业自动化控制装置，其优点明显的控制灵活，编程语言简单等优点。而且PLC的功能非常强大，目前常用的PLC大多数都是体积非常的小，但大多集成了许多功能，即使要控制非常复杂的设备，也可以通过增加模块，来完成控制管理任务。PLC的抗干扰能力也非常强大，能够在大多数的工作环境下，进行高效稳定的运行工作。自动化控制一般都以经济、实用、可靠、可扩展为原则，所以十分符合现在的价值理念，能够最大化的节省人工成本，大大降低了泵站工作人员对于日常工作控制管理的工作压力，即使在无人看管的情况之下，也能持续进行对污水的清理工作，相比人工操作控制，提升了很多效率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1SCADA系统研究的背景 1
1.2SCADA系统研究的意义 1
第二章 泵站的监控要求及工作流程 3
2.1泵站的主要功能 3
2.3泵站的大致工作流程 3
第三章 控制系统的总体设计 5
3.1系统结构的概述 5
3.2硬件的设计 5
3.2.1PLC选型 6
3.2.2PLC增加模块选择 6
3.2.3PLC各模块接线图 8
3.2.4彩色触屏的选择 10
3.2.5闸控主机的选择 11
3.2.6现地控制机柜的设计 11
3.3软件的设计 12
3.3.1下位机PLC使用的设计软件 12
3.3.2上位机使用的设计软件 13
3.3.3监控软件 13
3.3.4软件设计的基本原则 14
3.4数据库的设计 14
3.4.1数据库的功能 14
3.4.2数据库的设计步骤 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
14
3.4.3数据库ER图 14
3.4.4数据操作 15
第四章 泵站SCADA系统的实现 17
4.1在STEP7软件上的硬件组态 17
4.2PLC的变量表 17
4.3PLC的主程序 20
4.3.1水泵、清污机和闸门的控制程序 20
4.3.2上位机指令重置 20
4.3.3低或高液位启动控制 21
4.3.4水位过高时的控制 23
4.4 PLC的子程序部分 23
4.4.1软起泵的启动控制程序 23
4.4.2软起泵的故障判断程序 24
4.4.3电流值转换 24
4.4.4数据转换 25
4.5上位机功能设计 26
4.6各功能的介绍 26
4.6.1登录功能 26
4.6.2用户设置功能 27
4.6.3泵组监控功能 28
4.6.4泵组报表功能 28
4.6.5闸门监控功能 29
4.6.6其他功能 30
第五章 调试及仿真结果 31
5.1PLC网络 31
5.2通讯 32
5.3调试仿真 33
第六章 对于本系统的总结和展望 34
结束语 35
致 谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1SCADA系统研究的背景
众所周知，水是人类的生命之源，我们的日常生活离不开水资源。但是，随着人口的增长，水资源也日益紧缺。所以，有关于水资源的研究以致被受各界关注。我们在日常的生活当中，都会产生大量的生活污水，所以，如何更好地处理这些污水，是非常关键的问题。污水泵站无疑是水利循环中非常重要的一个环节，如果能够非常有效率地进行污水处理，肯定能带来非常好的效果。泵站在使用的过程中，经常会遇到较差的运行状况，而且在平时的工作情况中，泵站的维修工作人员也很难做到实时的全方面的监管，使得泵站发生故障后经常要过很长时间才能发现问题并去修复。为了可以更加快捷地了解泵站运行时产生的问题，提高泵站的工作效率和自动化管理水平，必须要设计更加合适的监控管理系统来投入使用。
SCADA系统，是Supervisory Control And Data Acquisition系统的简称，即数据采集与监视控制系统。仅从字面理解，就可以了解它包含的两个主要功能：数据采集与监控。SCADA系统是通过功能强大的计算机，从远程进行数据采集和监控的系统，它集中了计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术等等，能够以本地货远程的自动控制，完成对监控区域的各种设备的实时数据采集，是工业运作、管理调度和诊断故障的先进技术手段。
在本课题中，污水泵站的日常运作中，就有SCADA系统很大的发挥空间。污水泵站的闸门、水泵和清污机在工作时，需要工作人员实时对其工作状况进行查看和维护，根据实际情况对设备的运行进行调整。为了减轻工作人员的工作负担，并提高工作的效率，通过SCADA系统，能够在监控室内部就掌握整个泵站的各种实时情况，对于泵站运作的调整，也更高效便捷。
1.2SCADA系统研究的意义
随着第三次工业革命的快速发展，工业需求的渐渐提高，更多的现场监控和处理工作，需要自动化程度更高更简易的控制系统。目前，大多数自动化控制都基于可编程控制器（PLC）。基于PLC进行对泵站的自动化控制，可以通过现地监控单元（MCU柜）和控制室实现对泵闸的自动化控制管理。建成后的泵站自动化监控系统将达到水泵、清污机、闸门等设备的启停控制远程化、设备监视现场化、值班无人化的目的。PLC本身是具有极高的可靠性的通用工业自动化控制装置，其优点明显的控制灵活，编程语言简单等优点。而且PLC的功能非常强大，目前常用的PLC大多数都是体积非常的小，但大多集成了许多功能，即使要控制非常复杂的设备，也可以通过增加模块，来完成控制管理任务。PLC的抗干扰能力也非常强大，能够在大多数的工作环境下，进行高效稳定的运行工作。自动化控制一般都以经济、实用、可靠、可扩展为原则，所以十分符合现在的价值理念，能够最大化的节省人工成本，大大降低了泵站工作人员对于日常工作控制管理的工作压力，即使在无人看管的情况之下，也能持续进行对污水的清理工作，相比人工操作控制，提升了很多效率。
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