1、綜述
1.1 主要功能：
對超濾膜試驗裝置的就地手/自動控制及遠程監(jiān)控。包括：進水控制；過濾，反洗/氣洗，正沖的周期性控制；以及EFM(Enhanced Flux Maintenance)系統(tǒng)的藥液循環(huán)、排空、補水、清洗、排空的控制；CEB(Chemical Enhanced Backwash) 系統(tǒng)的充填藥液、靜置、排空、清洗的控制。有全量、錯流兩種過濾模式，可選擇對原水進水及反洗過程投加Naclo。各電控設備的工作狀態(tài)顯示，流量、壓力、溫度和濁度等工藝參數(shù)的實時顯示、記錄、查詢、打印等功能，以及WEB功能。
1.2 技術特點：
1）、采用PLC+觸摸屏控制。
2）、觸摸屏采用800X600高分辨率的工業(yè)平板電腦，并增設無線通信模塊。
   操作系統(tǒng)為Windows XP，系統(tǒng)穩(wěn)定，運行速度快，存儲容量大，有USB
   接口，存取數(shù)據(jù)方便。
   3）、通過GPRS無線通訊，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳送，包括通過WEB瀏覽生產(chǎn)數(shù)據(jù)、
  設備狀態(tài)等原始數(shù)據(jù)。除了遠程監(jiān)視現(xiàn)場的生產(chǎn)情況外，還可以對各
  個參數(shù)做有效的統(tǒng)計、分析及遠程設定。信息中心單獨設ADSL連接至
  INTERNET。廠區(qū)管理層的相關人員，即可通過INTERNET登錄至信息中
  心的服務器上，進行實時的監(jiān)視以及各類報表數(shù)據(jù)的查詢，還可以透
  過互聯(lián)網(wǎng)的接口讓出差在外地的工程師瀏覽數(shù)據(jù)。
4）、原水泵采用變頻恒流量控制，PID參數(shù)可根據(jù)工藝需要在線修改。
5）、按時間順序控制，可在線修改時間間隔，操作靈活方便。
6）、工藝參數(shù)的實時、歷史曲線，報警記錄及數(shù)據(jù)報表可在線瀏覽，查詢，打印，復制。報表格式有班報，日報，月報，年報及自由報表。
   本說明書描述了水處理行業(yè)中超濾膜試驗裝置的生產(chǎn)技術功能的軟件實現(xiàn)，其中包括程序編制的規(guī)則、定義、網(wǎng)絡配置、控制功能以及WEB功能等?？勺鳛樵O計調試人員和用戶在調試及維護時的技術支持文檔。

2、需求分析
   由于各種實驗裝置分布范圍遍布各個城市，為了實現(xiàn)各個裝置的數(shù)據(jù)信息化、網(wǎng)絡化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全局共享，同時也為了便于實驗裝置的維護及降低維護費用，建立一套遠程維護系統(tǒng)很有必要。由于各個裝置的地理位置很分散，搭建有線網(wǎng)絡的成本及難度很大，可以充分利用GPRS無線網(wǎng)絡覆蓋面廣、網(wǎng)絡搭建簡單、節(jié)省綜合布線成本等優(yōu)勢，將現(xiàn)場各裝置的參數(shù)通過無線傳輸模塊上傳到監(jiān)控中心。
  在監(jiān)控中心，通過網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess的遠程數(shù)據(jù)采集功能，實現(xiàn)
數(shù)據(jù)的網(wǎng)間共享以及實時監(jiān)控。
3、軟件功能
3.1 總體介紹
本超濾膜裝置采用Mitsubishi公司FX2N PLC控制，通過現(xiàn)場觸摸屏實現(xiàn)就地手/自動操作以及遠程控制中心監(jiān)控。HMI/SCADA軟件采用ADVANTECH WEBACCESS。
3.2 系統(tǒng)總架構圖

完整的無線監(jiān)控系統(tǒng)應分為三層架構，分別是：現(xiàn)場控制裝置、無線數(shù)據(jù)遠傳、監(jiān)控系統(tǒng)。
水處理現(xiàn)場控制裝置通過觸摸屏和三菱PLC控制器對現(xiàn)場裝置的各個設備進行數(shù)據(jù)采集及控制，同時在觸摸屏內嵌遠程監(jiān)控軟件，通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
由于各個裝置的分布范圍很大，各裝置與監(jiān)控中心之間距離很遠，難以架設有線網(wǎng)絡，所以本方案中推薦使用目前*的無線技術GPRS作為通訊網(wǎng)絡傳輸介質。
信息中心作為收集各裝置的數(shù)據(jù)中心，負責接收從GPRS傳回的全部現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)等原始數(shù)據(jù)。除了遠程監(jiān)視現(xiàn)場的生產(chǎn)情況外，還可以對各個參數(shù)做有效的統(tǒng)計、分析及遠程設定。信息中心單獨設ADSL連接至INTERNET。廠區(qū)管理層的相關人員，即可通過INTERNET登錄至信息中心的服務器上，進行實時的監(jiān)視以及各類報表數(shù)據(jù)的查詢，還可以透過互聯(lián)網(wǎng)的接口讓出差在外地的工程師瀏覽數(shù)據(jù)。
3.3 實驗裝置遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能說明
裝置本地監(jiān)控系統(tǒng)分前端一次信號傳輸設備、PLC控制器、工業(yè)觸摸屏、GPRS數(shù)據(jù)遠傳設備等四個部分。PLC控制器選用日本三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品，支持多種形式的接口連接方式，與底層的現(xiàn)場設備進行連接。由于他們采用了的架構設計，以及高性能的技術指標，可以讓這些控制器和模塊在惡劣的環(huán)境下正常工作，同時在面板設計方面也具有安裝簡單、靈活等特點。
而GPRS數(shù)據(jù)遠傳設備則采用赫立訊公司的MA8-L產(chǎn)品，該產(chǎn)品自帶RS232C、RS485通訊接口，可以很方便的與研華公司的工業(yè)觸摸屏連接，通過自帶無線天線將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送到監(jiān)控中心端軟件。。
在中心端監(jiān)控主機上安裝網(wǎng)絡監(jiān)控軟件WebAccess，負責接收從GPRS設備中發(fā)送過來的實時數(shù)據(jù)，并且以圖文并茂的形式將流程圖、實時數(shù)據(jù)、報警、曲線等信息顯示出來，下面基本介紹監(jiān)控軟件WebAccess所能實現(xiàn)的功能。
3.3.1實時監(jiān)控畫面
WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）將實時采集從現(xiàn)場層送上來的現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)（如：流量、壓力、溫度等），并將數(shù)據(jù)以圖文并茂的形式顯示于監(jiān)控頁面中，監(jiān)控人員可以根據(jù)屏幕顯示對現(xiàn)場的情況進行實時監(jiān)視，掌握現(xiàn)在設備的運行情況，當現(xiàn)場發(fā)生任何變化（如有報警信息產(chǎn)生）WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）將隨之變化并發(fā)出警報信息。在監(jiān)控層的操作人員將時間內得到現(xiàn)場的警報信息，警報信息的表現(xiàn)方式可以在屏幕上會有動畫/閃爍/列表等提示。3.3.2 實時和歷史曲線
每一個點的秒、分、時、日歷史數(shù)據(jù)都可以被記錄在監(jiān)控節(jié)點中單獨的文件中。從而可以更加迅速的查看歷史曲線，點的歷史和實時數(shù)據(jù)可以同時在數(shù)據(jù)記錄曲線中瀏覽。
歷史記錄的最小間隔單位是秒，且根據(jù)不同的顯示方式進行統(tǒng)計分類存儲，保證在查看年度報表時無需重新計算，顯示速度快。
WebAccess還允許用戶自定義實時趨勢和歷史趨勢顯示樣式。
所有的數(shù)據(jù)都將存儲于本地硬盤，以便隨時查詢歷史記錄。
3.3.3數(shù)據(jù)記錄顯示
WebAccess監(jiān)控節(jié)點（Scada Node）提供實時曲線、歷史曲線對數(shù)據(jù)進行顯示記錄，以方便用戶根據(jù)曲線走勢進行系統(tǒng)分析；還提供報表查詢、打印功能，有值班報、日報、月報，同時也可以根據(jù)需要，輸入起始時間、終止時間和采集頻率的不同而來查詢相應時間段的數(shù)據(jù)報表。還可以通過高級選項設定查詢數(shù)據(jù)的顯示類型，如值、最小值、平均值等。
3.3.4信息中心監(jiān)控服務器
信息中心通過路由器從互聯(lián)網(wǎng)將全部現(xiàn)場信號收集上來，匯總至主機服務器中。主機服務器中安裝WebAccess工程節(jié)點（Project）&采集節(jié)點（SCADA），它負責接收數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理的全部工作。

主機服務器中即可以看到單獨的某個采集站的全部數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面外，還可以在一幅畫面中按照地理位置顯示的全部采集站的綜合數(shù)據(jù)。其中包括曲線、報表、報警狀態(tài)、打印等等。
3.3.5歷史數(shù)據(jù)庫
由現(xiàn)場傳上來的數(shù)據(jù)將按照的時間刻度存入關系型歷史數(shù)據(jù)庫SQL中，存儲周期的定制可以是任意的秒、分、時單位，可自定義每一個監(jiān)測源的記錄間距，將自動生成間隔區(qū)間的統(tǒng)計值到數(shù)據(jù)庫中。SQL數(shù)據(jù)庫可開放予第三方軟件提取，便于生產(chǎn)分析等其它應用。
3.3.6報警處理
當系統(tǒng)有報警產(chǎn)生時，操作員可以根據(jù)上圖中在線報警欄中的信息提示得知警報，同時，“在線警報”按鈕也會呈現(xiàn)紅色閃爍狀態(tài)，點擊進入“報警摘要”畫面中。在主畫面中，不同的報警信息也會有不同的報警顯示形式，WebAccess提供多媒體語音報警、動畫閃爍報警，彈出窗口報警、發(fā)送報警等，可以實現(xiàn)的報警信息通報。在線報警欄中的報警信息，在每一個監(jiān)控頁面都是相同的，無論在中控室還是辦公網(wǎng)絡內的監(jiān)控站，可以讓操作人員最短時間內發(fā)現(xiàn)報警信息，解決故障。
3.3.7報表樣式
WebAccess提供報表格式有日報、月報、年報和值班報表，對生產(chǎn)車間中需要進行統(tǒng)計記錄的數(shù)據(jù)，可以將其加入到報表中，WebAccess可以對統(tǒng)計時間段內的數(shù)據(jù)自動生成值、最小值、平均值和總計值。用戶可以自定義值班報表，在每班結束后由WebAccess直接將報表輸出打印或發(fā)送到郵箱。發(fā)送報表格式為HTML格式，可以輕松將報表粘貼到EXCEL等工具軟件進行處理加工。而且所有的報表都是網(wǎng)頁的形式表現(xiàn)，也全部支持IE的訪問方式。
3.3  程序邏輯控制
液位子程序控制
進水箱--中液位補水，高液位停止補水，低液位和超高液位報警，同時低液位停止過濾泵，過濾系統(tǒng)停止運行。
產(chǎn)水箱--高液位停止過濾系統(tǒng)，低液位停止反洗系統(tǒng)。
EFM水箱--高液位停止進水，低液位停止EFM系統(tǒng)。
CEB水箱--高液位停止進水，低液位停止CEB系統(tǒng)。
NACLO水箱--高液位停止進水，低液位停止NACLO加壓泵。
4、HMI操作說明
4.1本地監(jiān)控
登錄畫面
設備監(jiān)控畫面

趨勢曲線畫面

參數(shù)設定

實時報警

歷史報警

4.2遠程監(jiān)控

主監(jiān)控畫面