基于Wincc Web Navigator的危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的應(yīng)用

趙益斌

摘 要：為有效解決危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的難題，開發(fā)基于Wincc Web Navigator的危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。利用Wincc Web遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管控一體化、信息綜合化，從而提高危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：Wincc Web Navigator；焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線；遠(yuǎn)程監(jiān)控

前言：

危廢處置行業(yè)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)都是在現(xiàn)場分控和中控控制室的計(jì)算機(jī)上安裝上位機(jī)控制軟件，要和PLC通訊一般都要求在現(xiàn)場通訊，不支持遠(yuǎn)程通訊。本文闡述通過Wincc Web Navigator將生產(chǎn)現(xiàn)場的多個(gè)PLC站點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯總，安全、實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)在操作工和生產(chǎn)管理者面前，為企業(yè)的管控一體化提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺。

一、危廢處置行業(yè)的背景

危險(xiǎn)廢物的焚燒處置是一項(xiàng)關(guān)系到民生的環(huán)保工程，其處理過程及工藝流程技術(shù)要求高，需要化學(xué)工程、燃燒工藝、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的密切配合。危廢焚燒過程中將產(chǎn)生二惡英、粉塵、重金屬和SOx、HCL、HF、NOx等酸性氣體，為了在煙氣排放前去除這些有毒氣體，進(jìn)行煙氣凈化處理，必須保證整個(gè)處置過程滿足特定的工藝條件和足夠的控制精度。因此，危廢焚燒不僅需要可靠的工藝保證，而且需要高性能的自動(dòng)化控制技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)來保證生產(chǎn)設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行。

二、目前危廢焚燒自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題和缺陷

目前危廢焚燒自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本構(gòu)架一般采用C/S結(jié)構(gòu)模式，即客戶機(jī)與服務(wù)器模式，客戶端和服務(wù)器端都能獨(dú)立處理操作任務(wù)。但是該結(jié)構(gòu)對客戶機(jī)的要求較高，而且若現(xiàn)場需要多點(diǎn)監(jiān)控和操作，則必須在現(xiàn)場控制點(diǎn)配備多臺電腦作為客戶機(jī)，成本高。

并且在實(shí)際生產(chǎn)中，焚燒控制室一般分為現(xiàn)場分控和中控室兩處。中控室一般有DCS操作員，主要集中對焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行操作控制?，F(xiàn)場操作人員則就本崗位進(jìn)行巡查和現(xiàn)場操作，一旦中控人員離開則無法監(jiān)控生產(chǎn)線的運(yùn)行情況；并且一線操作工和生產(chǎn)管理者無法監(jiān)控生產(chǎn)線的狀況，無法第一時(shí)間獲得生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

以上問題，通過 Wincc Web Navigator的應(yīng)用可以得到更好的解決。通過使用任意終端計(jì)算機(jī)內(nèi)置的IE游覽器，通過網(wǎng)頁游覽的方式對焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問、監(jiān)控，為生產(chǎn)管理、故障監(jiān)控及企業(yè)決策提供遠(yuǎn)程服務(wù)，提高焚燒生產(chǎn)線自動(dòng)化管理和控制的水平。

三、Wincc Web Navigator結(jié)構(gòu)功能及優(yōu)勢的概述

Wincc Web Navigator采用B/S機(jī)構(gòu)模式，即Browser/Server（游覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，是所謂的瘦客戶機(jī)，是基于高速發(fā)展的Internet網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、MS IIS技術(shù)以及Web技術(shù)等組成的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)。它集成在客戶機(jī)PC的Internet游覽器中，通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)的通訊，運(yùn)行和管理正在進(jìn)行的Wincc項(xiàng)目。無需改變Wincc的其他功能項(xiàng)目，無需在PC上安裝整個(gè)Wincc基本系統(tǒng)，無需對Web Navigator客戶機(jī)進(jìn)行額外組態(tài)，就可以提供如同在本地操作員工作站的歸檔顯示、操作員輸入和訪問控制功能，顯示的過程畫面可以包含用于動(dòng)態(tài)序列的VB腳本或C語言腳本，也能夠通過用戶接口在多種語言之間切換。而實(shí)現(xiàn)這些功能，只需要在遠(yuǎn)程客戶機(jī)上通過IE游覽器的方式便可操作和監(jiān)視運(yùn)行中的整個(gè)Wincc項(xiàng)目，不必在客戶機(jī)安裝整個(gè)Wincc系統(tǒng)，設(shè)計(jì)簡單，成本低。

四、危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于目前焚燒生產(chǎn)線通過西門子S7-400 PLC實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制，并將必要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸至各中控室和分控室的工控機(jī)上，由工控機(jī)上的Wincc Scada上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的過程顯示。另PLC、上位機(jī)是一個(gè)封閉獨(dú)立的局域網(wǎng)和辦公網(wǎng)絡(luò)在物理上是隔離的，要實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)遠(yuǎn)程能夠?qū)崟r(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，必然要打通連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而且為保證生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的安全，需要采用防火墻和核心交換機(jī)進(jìn)行安全隔離。

新系統(tǒng)采用西門子Wincc軟件套件中的Web Navigator作為發(fā)布工具，將Wincc監(jiān)控畫面發(fā)布成可以通過IE在線游覽的頁面。該自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要有信息采集、信息發(fā)布、信息遠(yuǎn)程接收3部分組成，如下：

1.信息采集

該部分主要使用西門子STEP7 PLC編程控制軟件，控制軟件組態(tài)現(xiàn)場的Profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，將控制命令程序下發(fā)到PLC控制器，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場焚燒設(shè)備的控制，同時(shí)通過PLC控制器實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的重要參數(shù)歸檔到數(shù)據(jù)庫，供上位機(jī)使用，生成整個(gè)焚燒生產(chǎn)線的人機(jī)交互界面。

2.信息發(fā)布

該部分采用Wincc Web Navigator組態(tài)服務(wù)器軟件，其功能是使現(xiàn)場車間焚燒設(shè)備和中控wincc進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，發(fā)布每條生產(chǎn)線生產(chǎn)過程畫面，與互聯(lián)網(wǎng)的終端用戶進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的交換，發(fā)布控制信息及過程畫面到互聯(lián)網(wǎng)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部分。

3.信息遠(yuǎn)程接收

該部分采用Wincc Web Navigator客戶端軟件，供操作工、生產(chǎn)管理者及工程師等遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看焚燒線各設(shè)備的運(yùn)行情況。用戶不用花費(fèi)大量時(shí)間安裝整個(gè)Wincc軟件，只需在很短的時(shí)間內(nèi)下載Wincc Web Navigator客戶程序就能在任意網(wǎng)絡(luò)終端通過IE游覽器訪問和操作現(xiàn)場的焚燒生產(chǎn)設(shè)備，操作簡便，設(shè)計(jì)成本低。

五、Wincc 畫面組態(tài)及發(fā)布

中控室控制界面有Wincc軟件將現(xiàn)場各焚燒生產(chǎn)線的監(jiān)控畫面集成組態(tài)在中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)中，通過Wincc Web Navigator服務(wù)器將焚燒生產(chǎn)線需要發(fā)布的過程畫面發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)中，使游覽器客戶端可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場各焚燒生產(chǎn)線的工作情況，實(shí)現(xiàn)整個(gè)焚燒線的全自動(dòng)化監(jiān)控與集中管理。下圖為實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)IE游覽器觀察到的各個(gè)運(yùn)行畫面。

結(jié)束語：

針對目前危廢焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線建設(shè)中存在的一些問題，提出了基于Wincc Web Navigator的PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，滿足了焚燒自動(dòng)化生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控和管控一體化的控制要求，完成了現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)共用以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)間的有效銜接，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、辦公網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的有效集成。相比原控制系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)、可靠，實(shí)現(xiàn)方法簡單，提高了企業(yè)的管理水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率。

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