西门子Wincc组态软件在煤矿自动化系统中的应用化纤抽丝
摘要：为了实现对煤矿排水设备、主扇通风机、皮带输送机、空压机、生活供水设备、污水处理设备的运行状况的实时监测及远程控制功能，基于Wincc组态软件作为煤矿大型重点设备监控系统，实现了对设备的实时监控和远程控制。Wincc组态软件操作方便，能够及时提供动态信息，具有较高的可靠性和灵活性。 关键词：组合屋PLC wincc 工业以太网
引言：西门子Wincc组态软件在煤矿应用极为广泛，仙亭煤矿应用如下：①+500m中央泵排水系统，②+300m中央泵排水系统，③+100m中央泵排水系统，④三采区+580m生活泵自动抽水系统，还未改造应用Wincc组态软件之前，上述设备系统简单，监测内容不齐全，监测精度低，采用继电控制检修困难、无法与调度中心系统集成控制，处于分散控制。采用Wincc组态软件可以弥补以上不足，使大型设备提高效率，设备轮机运转、实现避峰就谷、同时具有很高的可靠性和灵活性。
西门子WIncc上位机组态软件是由德国西门子公司所研发的一款工业控值软件，Wincc（Windows Control Center)视窗控制中心，是西门子TIA（全集成自动化）架构中基于PC的HMI（Human Machine Interface）人机界面/SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）监视控制与数据采集。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警功能。Wincc上位机组态软件作为最先进的SCADA系统，具备SCADA系统基本的功能：画面系统，归档系统，信息系统，报表系统，用户管理，脚本，过程通讯，开放的接口等一系列功能。
二、Wincc上位机组态软件在实际项目应用
设备现场主要由 PLC 控制器、传感器、通讯系统、上位机、视频监控系统和电动（磁）阀等电动设备组成。整个系统按所处位置，可分为调度监控和现场控制两个部分。
（一）调度监控
调度监控系统包括工控机、工业监视器和光端机。工控机通过上位机软件和井下 PLC 系统通过工业以太网进行通信，对现场设备控制系统进行监控，实时石油化工流程泵
读取现场关键数据，并记录保存。工业监视器用于显示井下水泵的实时画面，让调度员更方便的观察水泵运行情况。
（二）现场控制
井下水泵控制主要以 PLC 为控制核心，通过传感器进行相关参数采集，实现对设备以及其他电气设备的正常运行，并将控制信息利用光缆通过工业以太网传
入上位机。PLC主要负责传感器采集开关量、模拟量信号，对信号检测和处理以及设备逻辑控制和控制网络的构成及通信。
丁酮肟（三）PLC与Wincc上位机组态软件通讯
控制网络是由 PLC 与上位机通过工业交换机构成的星形拓扑的工业以太网。使用西门子PLC均带有 RJ45 接头(网口）的 8 芯屏蔽双绞线接入交换机。完成硬件 连接后，然后 IP 地址分配，将上位机与 PLC 的 IP 地址设在同一个网段。另外由于控制网络之间相互遵循 TCP/IP 协议，使得系统更具开放性。如果通过路由器与 Internet 进行连接，还可以将系统网络划分为办公网络和工业网络，并实现 远程控制。其中，以太网交换机采用 SCALANC
E X-400 高性能模块化的交换机，适用于高速光学/电气总线型拓扑结构，具有模块化结构和扩展模块多的特点。
三、西门子Wincc上位机组态软件实现功能
（一）工业现场过程画面动态化
实现工业现场动态化，以仙亭煤矿+500m自动排水系统为例，+500m中央泵房目前有五台水泵，开启1#水泵时调度室Wincc上位机组态画面动态显示电机叶片旋转，电动机颜由红转变为绿，出水管路动态流动，电机电流值以指针形式来回摆动，水仓液位值跟随当前液位值来回波动。仙亭煤矿三采+580m自动抽水显示+580m水仓高低水位状态，低水位时通过电脑外置音箱报警；+783m蓄水池高低水位动态性，地面抽风机调不同频率值时，风扇转动速率根据频率高低转动。给现场操作员直观的操作环境，同时对系统的各项运行数据也能实时显示。同时操作员可以对系统进行启动、停止、手动/自动等一些列操作，通过此界面可以很容易的操作。在过程控制中，许多过程变量的变化趋势可以实时显示在上位机组态软件上，直观的显示电流，电压值，压力值等等。
（二）工业现场过程值归档
过程值归档（变量记录）的目的主要是采集、处理和归档过程数据。通过它可以对工业现场的历史生产数据做一个完备的记录，从而对当前和今后的工作起到很强的借鉴作用。过程值归档的数据在Wincc运行系统中可以以趋势图或表格形式显示，也可以打印输出。以三采区+580m自动抽水系统为例，Wincc上位机组态软件可以实时归档记录每台设备开机时间、停机时间、设备运行时间、电流值、出水压力值、水仓液位值、电机轴承温度值、水泵温度值。在矿井水处理系统应用上，Wincc上位机组态软件可以实时记录进水口PH值，出水口PH值，入水口流量值，处理后水流量值，记录鼓风机开机时间，变频器运行时间值，压泥机开机时间。Wincc上位机组态软件还可以使用归档函数记录当前值、总值、最大值、最小值、平均值。
（三）报警消息系统
消息系统用来处理监控过程动作的函数所产生的结果。消息系统通过图像和声音的方式指示所检测的报警事件，并进行电子归档和书面归档。直接访问消息和各消息的补充信息确保了能快速定位和排除故障。三采区+580m自动抽系统出现低水位值时会自动停机Wincc上位机组态软件画面跳出报警界面，+783蓄水池低水位时超过设定时间水泵未自动开机抽
水在Wincc上位机组态软件跳出报警界面，水泵故障停机时Wincc上位机组态软件跳出报警界面，上位机与设备现场PLC通讯中断时Wincc上位机组态软件跳出报警界面。地面抽风机变频器故障停机时Wincc上位机组态软件跳出报警界面。所有报警界面还可以通过外置音箱播放声音，及时通知调度室值班值守人员到现场处理故障。
（四）报表系统
报表系统可用于归档过程数据和完整的生产周期，可报告消息和数据，可以批量输出数据，对生产制造过程进行归档。仙亭煤矿地面空压机集控系统上的应用，可以实时记录空压机开机台数，排气管压力值，每台设备的开机时间，电机电流值。+500m自动排水系统可实时记录5台水泵开机时间，水仓水位值，电机运转电流值，排水系统管路流量值。地面矿井水处理系统实时记录入水口每小时流量值，出水口每小时流量值，设备运转时间，矿井水PH值，鼓风机运行时长，变频器电流值。可以记录设备故障时间点，记录设备故障范围等。
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