基于WinCC的某水廠監控系統報警模塊組態功能的研究與設計

摘 要：《WinCC組態軟件》是在PC機上開發的智能的人機接口系統，充分利用了網絡功能把企業的基層和其它部門建立起聯系，使得管理人員不需要深入生產現場，就可以獲得實時和歷史數據，優化控制現場作業，提高生產效率和產品質量。本文詳細展示了該水廠的監控系統報警模塊中詳細數據采集、數據分析、報警處理、數據通信四大功能的功能特點和實現技術。

關鍵詞：WinCC；監控系統；報警模塊；研究與設計

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

所描述的系統通過網絡把企業的基層（生產、銷售等）與其它部門建立起聯系，使現場操作人員和工廠管理人員看到各種所需數據。管理人員不需要深入生產現場，就獲得實時和歷史數據，優化控制現場作業，提高生產效率和產品質量。WinCC組態軟件系統可以用于電力、通訊、制冷、化工、石油、鋼鐵、煤炭、水泥、紡織、機械制造、造紙、食品、水處理、建材、環保、智能樓宇、實驗室、交通等多種工程領域。該水廠的監控系統報警模塊是該系統的核心模塊，它包含了數據采集、數據分析、報警處理、數據通信四大功能。

一、數據采集功能

《WinCC》組態軟件提供網絡控件，在本模塊的設計中利用VC+等開發語言編寫腳本程序（Wincc提供編譯器）與水廠監控系統其他組態模塊通過網絡進行數據交換。同時也可以通過OPC 、DDE等技術跟其它系統進行數據通訊。該模塊還能夠通過硬件通信方式從硬件接口采集數據。其采集過程簡述如下：該模塊的串并口操作函數能夠直接操作計算機串并口，例如該系統中與用到的是串口COM3，直接連接到下位機采集數據。并且本模塊還能夠使用標準輸入輸出（I/O）接口操作函數。目前測試只能支持Microsoft Windows 7/server/NT下，直接操作I/O口。未來將拓展跨平臺讀寫功能。

本模塊需要采集的數據種類繁多現列出如下相關數據輸出組態功能模塊：

（1）全廠總平面圖及工藝流程模塊

（2）調蓄水池流程模塊

（3）提升泵站工藝流程控制模塊

（4）澄清池工藝流程控制模塊

（5）加藥間工藝流程控制模塊

（6）排泥井及自備水廠工藝流程控制模塊

（7）V型濾池及反沖洗間工藝流程控制模塊

（8）一級泵站及清水池工藝流程控制模塊

（9）一級高、低壓配電系統測控模塊

（10）二級泵站工藝流程控制模塊

（11）二級高、低壓配電系統測控模塊

（12）高位水池工藝流程控制模塊

二、數據分析功能

數據分析功能包括：實時趨勢繪制、歷史趨勢繪制。繪制出來的趨勢曲線界面的外形類似于坐標紙，X軸表示時間，Y軸表示變量的值。該界面主要用于觀察變量的變化趨勢，同一個趨勢曲線中最多可同時顯示四個變量的變化情況，而一個畫面中可定義數量不限的趨勢曲線。本模塊中的水位報警趨勢圖如圖1所示。

本模塊的組態報表使用相當方便（類似Excel），功能強大，不但可以得到實時報表和歷史報表（班報、日報、月報、年報等），同時，在報表中可任意插入簇狀圖、餅圖、折線圖、散點圖等等，并能方便的打印出來。并且，本模塊還包含了歷史數據報表打印、實時數據報表打印、歷史報警報表打印、事件查詢報表打印等功能。

三、報警處理

報警處理是任何一個監控程序都應該具備的功能，監控系統的目的，就是為了實現對系統的監測控制和管理。便于及時地發現事件、分析事件和解決事件，并在一定范圍內進行自動處理中占著很重要的地位，它通過對實時數據的快速判斷，在第一時間內把異常情況通知給操作人員。報警處理包括了實時報警和歷史報警，功能描述如下：實時報警：實時報警包含了聲音和視覺報警。聲光報警都是通過函數來實現的。視覺報警是通過在屏幕上的一具不停閃爍的指示燈，以及彈出報警信息框來實現的。其中報警信息框中有本次報警的測點號、報警原因（如上∕下限報警）和報警等信息。當沒有報警時，報警會自動我解除，但是系統會記錄報警的起始時間等信息，以備以后查詢。當發生報警時操作員可以手動地關閉報警，或是完全禁止報警的發生。歷史報警：對報警必須要有一個完整的記錄，以便以后查詢。要記錄的報警事件的參數有以下幾種：產生報警的對象、報警發生的時間、報警時報警變量的大小、報警事件的性質等。還提供了報警記錄數據的可視化查詢工具，用戶只要通過簡單的鼠標點擊就可實現復雜的數據查詢，比如聯表查詢等。

四、無線數據通信功能（CDMA/GSM通信網絡實時發布運行故障信息功能）

通過短信貓主要用于故障的及時匯報及運行參數的實時上傳。當重要設備發生故障時，系統有聲光報警提示值班人員并以短信形式自動將故障信息發送到指定負責人手機上，負責人可以及時知道故障的發生并在第一時間聯系值班人員或維修人員，進行故障確認及指導維修。以免值班人員或者維修人員的疏忽造成單位人員傷亡或財產損失。

在該模塊中可以通過預先設定的時間定期向分管領導發送廠區重要參數（如總進水量、總出水量、用電量等等），領導無需到現場就可以知道廠區當前運行情況。

參考文獻：

[1]陳躍輝，丁文.WinCC組態軟件在壓力燒結爐監控系統中的應用[J].設備管理與維修，2009（04）：33-36.

[2]許仙珍，單長考.組態軟件WinCC與S7-PLCSIM在PLC教學中的應用[J].常熟理工學院學報，2012（10）：104-107.

[作者簡介]殷小虹（1983-），女，江西人，講師，碩士，研究方向：計算機應用；錢軍（1983-），男，江西人，講師，碩士，研究方向：計算機應用。