世紀星組態軟件在世博村水處理監控系統中的應用

本文來源：《世紀星月刊》第5期 作者：劉月新

引言：，世界矚目的世博會于5月在上海隆重開幕，這是全中國的自豪，更令人振奮的是，由北京世紀長秋科技有限公司自主開發的《世紀星組態軟件》，成功應用于世博村水處理監控項目中，這也是世紀長秋的自豪！

下面簡單介紹一下這個項目的情況。

1 工程環境

　　世博村A地塊為五星級標準的VIP生活樓，由主樓和裙房組成，總建筑面積68924㎡，建筑高度約94m，地上25層，地下2層。VIP生活樓的公共功能空間集中于14樓裙房，主樓5層為VIP生活樓的設備層，6~22層為VIP生活樓的普通客房層，23、24層包括行政客房及行政酒廊，25層為總統套房及部分豪華套房；地下一層為VIP生活樓的后臺區、設備機房區和內部使用的機動車庫，地下二層主要為面向社會的機動車庫和部分設備機房。

2 技術標準

　　1）本系統設計的進水系以符合《生活飲用水衛生標準》GB5750-85的上海城市自來水水質為主要參考數據。
　　2）本“生活給水預處理系統”系按照設計圖紙的流程，潔凈水處理流程采用一臺絮凝劑加藥裝置、二臺砂過濾器、二臺活性碳過濾器、二臺精細過濾器及一臺二氧化氯加藥裝置配置，其主要作用為去除水中懸浮物和膠體，降低原水濁度、色度，消除輸水管道所引起的二次污染；吸附去除水中大部有機物雜質、氯氣及不良溶解性氣體，減低原水中的硬物質等，確保處理水達到清潔衛生及舒適的飲用凈水水質標準。
　　3）系統內水泵選擇威樂、ITT、格蘭富等進口品牌，閥門選擇丹佛斯、KITZ、美國Walts等品牌，計量儀表選擇西門子、Honeywell等品牌。
　　4）設備單臺額定工作流量為25m3/hr，可短期輸出35m3/hr的峰值流量，即可達到設計總流量（46m3/hr）之70%的水平，可滿足酒店高峰用水及設備檢修等特殊情況需要。
　　5）鑒于本項目的水準，對各設備的可靠性要求較高，故在上述多介質過濾器/活性碳過濾器采用國際水處理行業之品牌的氣動蝶閥，以符合本項目五星級的國際水準要求。
　　6）經活性碳過濾后，水中的游離氯大部分被去除，在處理水進入凈水箱前設一獨立的加藥裝置（加藥泵一備一用），向水中加入一定濃度的ClO２（二氧化氯），確保水在較長時間內在水箱及以后的管道中停留時不會滋生細菌等微生物，以確保客房用水水質的安全性。
　　7）二氧化氯（殺菌劑）的加入點，經專家論證，為保證此殺菌劑在水箱中濃度的均勻，方案設立一個凈水箱水循環系統，在此循環系統上加入上述二氧化氯（殺菌劑），在循環過程中混合其在水中的濃度，同時，為確保二氧化氯（殺菌劑）的濃度精確的得到執行與監控，在此循環系統中應設有二氧化氯在線檢測儀，在控制軟件的協調下，和加藥裝置聯動，有效精確控制凈水中的二氧化氯濃度。
　　8）在活性碳（AC）過濾器出水處，需加配精細過濾器，以濾除可能帶出的細小活性碳顆粒，保證出水水質達到清潔衛生的使用/飲用標準。作為國際管理模式，需提供的精細過濾器配有專門的壓差報警裝置，配合自動控制系統提醒用戶及時更換濾芯。
　　9）采用已被衛生組織（WHO）列為AI級安全消毒劑的穩定性二氧化氯（ClO２）液體作為消毒劑。穩定性二氧化氯是高純度二氧化氯氣體的溶液，是近年來的一種高效、安全、快速、廣譜的新型強氧化性消毒劑，它對細菌、病毒、霉菌和芽孢等微生物具有快速、強烈的殺滅作用，而且無致癌、致畸變和致突變性，且消毒后的飲用水無絲毫口感的變化，以適于本項目用戶的生活用水消毒之用。
　　10）需選擇用于飲用水處理的高效絮凝劑，在原水泵前設置一個絮凝劑加藥點，通過絮凝劑的作用，使原水在經多介質過濾時，達到更好的過濾效果。
　　11）關于系統集控及控制柜等自控設備，采用當前國際酒店集團通用的管理要求之模式，從硬件而言，控制箱內元件主要采用SIMENS元件，PLC可編程控制器，并配有系統模擬顯示屏（系統狀況一目了然），控制箱本身的PLC控制器及軟件即可全自動優化控制整個系統的工作狀況。使整個水處理系統為無需人員看管的真正“全自動”系統。該系統還須配備BA接口，通過所配置的設備監視/控制系統各單機的工作狀態，同時提供優化/節能的運行模式，真正做到智能化集控及遠程監控。應設置故障停機、故障報警裝置。
　　12）系統配置中的砂過濾器/活性碳過濾器等，各機系全自動過濾設備，即設定為自動運行狀態下，設備可長時間自動工作、反沖等。
　　13）對于砂過濾器/活性碳過濾器的反沖操作方式，考慮節水節能的觀念，采用壓力差控制方式為酒店今后的營運節約大量的水/電資源及費用；
　　14）在活性碳過濾器出口端須配有流量計，方便用戶了解活性碳的工作能力，還可在調試/使用過程中很方便地調節兩套系統的工作狀態及平衡，優化使用這2套設備。
　　15）加藥管配管采用加厚ABS塑料管，法蘭或粘結劑連接。
　　16）設備與管道的連接及需要拆卸的部位應采用活接頭連接方式。
　　17）凈水機房電控系統中應有對缺水、超壓、過流、過熱不合格水排放等問題的保護功能，并根據反饋信號進行相應控制，協調系統的運行。
　　18）根據設計要求提供各加藥點化學劑的化學成分及配比濃度，配置一定運行周期的化學劑量。此運行周期暫定為36個月。
　　19）定時對設備、附件、管線進行檢查，對運行中的化學劑濃度進行檢測。

3 世紀星監控系統

1）世紀星簡介
　　《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（HMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
　　《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有*完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，*實現工控現場的數據采集和監控功能。
　　運行系統是《世紀星組態軟件》系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。

圖1 監控中心

2）監控系統
監控中心主要由以下幾部分組成：
a、實時數據采集
　　監控中心計算機通過PPI總線連接到現場設備。所有的現場開關量狀態和模擬量值都通過PPI總線傳輸到監控中心計算機，可調整所有數據的采集頻率以滿足監控需求。
b、歷史數據記錄
　　歷史數據記錄系統負責保存所有需要記錄分析的數據，根據需要可調整數據記錄的頻率和記錄方式(文件、數據庫)，歷史數據記錄系統由世紀星自動完成，不需要編寫代碼。
c、趨勢曲線
　　趨勢曲線分實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線兩種。實時趨勢曲線顯示所選變量的實時變化情況。歷史曲線用于查詢歷史數據并生成曲線，歷史曲線可以縮小放大以便于觀察曲線的變化細節。
d、報警系統
　　世紀星對每個變量都提供了報警功能，報警種類分為極限報警、偏差報警、變化率報警，當然如有特殊需要還可以編寫用于實現特定種類報警的程序。
　　世紀星提供了實時報警畫面和歷史報警畫面。實時報警畫面顯示當前所有未應答的報警信息，可以使用報警過濾功能顯示需要查看的報警種類。歷史報警窗口用于查詢歷史報警信息，歷史報警窗口對所有歷史報警時間、報警值、報警恢復時間做詳細記錄，同樣可以采用過濾功能查詢特定條件的歷史報警信息。
e、歷史數據報表
　　所有歷史數據可以以報表的形式顯示和打印。
　　通過查詢設定具體的時間生成班報表、日報表、月報表、年報表。
　　報表可以保存成EXCEL文件也可以輸出到打印機進行打印。
f、數據庫
　　世紀星可以和局域網或internet網絡上的數據庫服務器進行連接把特定的數據信息寫到數據庫服務器上或從數據庫服務器上獲得數據信息，這樣實現和ERP或OA的交互。
　　世紀星是通過ODBC連接到數據庫的，所以在通過ODBC連接測試成功的數據庫世紀星都能訪問。
g、WEB服務
　　監控中心為局域網計算機提供WEB瀏覽服務。可通過不同的WEB組來區分不同的工位和站點畫面。WEB發布啟動后，所有配置了WEB發布的變量都可已在WEB瀏覽器端實時顯示。
h、用戶管理
　　世紀星為每個用戶提供了不同權限，可根據要求分為設備廠商、管理員、操作員、一般瀏覽人員。

3)軟件畫面

圖2設備輸出狀態監視

圖3輸入狀態監視及報警

圖4 系統流程圖

小結：

　　該系統實現了世博村（A地塊）VIP生活樓工程水處理設備全自動化控制，提高了水質處理的效率，減輕了運行人員的負擔，提高了水廠運行的安全和可靠性。世紀星組態軟件開發的監控系統具有運行穩定、操作界面直觀友好，報警、報表、數據記錄、趨勢顯示分析和安全管理等功能完善的特點，*實現了規劃的功能，系統操作和維護都十分簡便，為水設備的安全運行提供了可靠的保障，并且世紀星良好的開放性為系統的二期功能集成提供了很好的接口。
　　世紀星應用于世博會項目，讓我們世紀星人充滿信心，我們一定會繼續努力，為世博會，為中國工控事業拼搏！