研華工控機(jī)IPC-610作為一款性價(jià)比、穩(wěn)定性非常卓越的一款研華工控機(jī)，在各行各業(yè)應(yīng)用非常廣泛，尤其在DCS控制系統(tǒng)中，比如電力、鋼鐵、石化等行業(yè)。本文介紹的是研華一體化工控機(jī)在垃圾處理電站中的一個(gè)應(yīng)用案例，供大家參考。

         垃圾處理系統(tǒng)主要由分選部分、塑料制粒部分、厭氧發(fā)酵部分、上網(wǎng)發(fā)電部分、制肥部分等構(gòu)成。
         本系統(tǒng)集成方式為分布式控制系統(tǒng)(DCS)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能如下：
         1． 通過工業(yè)以太網(wǎng)整合分選部分、塑料制粒部分、厭氧發(fā)酵部分、上網(wǎng)發(fā)電部分、制肥部分的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控室實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定；
         2． 提供Web服務(wù)器，通過Internet可在遠(yuǎn)程電腦（本系統(tǒng)選用研華工控機(jī)610h）上顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)、產(chǎn)量
         3． 通過光纜集成視頻信號(hào)并傳輸?shù)娇蛻舳?br />         4． 提供VGA手動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)不同電腦界面向液晶大屏傳送
         5． 提供組態(tài)軟件，動(dòng)態(tài)編輯修改組態(tài)界面
         6． 提供報(bào)表二次開發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化報(bào)表編輯


(1)系統(tǒng)要求
1．控制系統(tǒng)采用西門子PLC系列
PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、實(shí)用為原則。在進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上，選擇具有行內(nèi)先進(jìn)水平的軟硬件產(chǎn)品，系統(tǒng)具有一定開放性和可擴(kuò)展性。PLC控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)的無人職守為目的，主要功能包括：
*生產(chǎn)過程中各種主要工藝參數(shù)的采集；
*生產(chǎn)過程中設(shè)備工況和工藝流程狀況檢測(cè)；
*生產(chǎn)過程設(shè)備的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制；
*計(jì)算機(jī)控制與傳統(tǒng)電氣控制自由切換；
*生產(chǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史回溯；
*生產(chǎn)報(bào)表的自動(dòng)形成和打印；
*事故報(bào)警和事故打印；

現(xiàn)場(chǎng)控制站設(shè)施按鈕站作為就地操作終端，操作人員可對(duì)該控制站監(jiān)控范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行就地集中控制。

         PLC控制系統(tǒng)在任何情況下，當(dāng)人機(jī)界面或中控室計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，不能影響PLC的自動(dòng)控制和檢測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)不能發(fā)生變化。
1．1中央控制室
中央控制室配置1套中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)作為中控室人機(jī)交互接口。
工業(yè)控制網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)方式，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性。工程師站可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制站、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟件進(jìn)行維護(hù)。
中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)是操作員監(jiān)控及獲取數(shù)據(jù)的平臺(tái)，系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：
*用戶登錄；
*實(shí)時(shí)工藝流程圖顯示；
*報(bào)警顯示；
*實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線顯示；
*參數(shù)設(shè)置；
*事件記錄；
*報(bào)表處理；
○1用戶登錄
        操作員必須輸入正確的用戶名和操作密碼進(jìn)行登錄后才能進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)不同用戶賦予了不同的操作權(quán)限，分為操作員權(quán)限和管理員權(quán)限。操作員只能進(jìn)行設(shè)備操作和數(shù)據(jù)瀏覽，管理員可進(jìn)行設(shè)備操作、數(shù)據(jù)瀏覽、參數(shù)設(shè)定、用戶和密碼維護(hù)。
○2實(shí)時(shí)工藝流程圖顯示
         實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示全廠工藝流程圖，流程圖上包含各種設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、各種實(shí)時(shí)工藝參數(shù)。由于計(jì)算機(jī)屏幕大小限制，不能在一幅畫面顯示全廠工藝流程圖、所有設(shè)備狀況、工藝參數(shù)，需要多幅畫面進(jìn)行流程圖顯示，通過畫面切換進(jìn)行流程圖顯示切換，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)畫面必須采用縱斷流程和平面流程相結(jié)合的流程圖顯示方式。
       流程圖中所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)用綠色表示；停止?fàn)顟B(tài)用本色邊式；故障狀態(tài)采用紅色閃爍表示。

       流程圖中所有由PLC控制的設(shè)備應(yīng)設(shè)置遙控/自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕，只有當(dāng)設(shè)備手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于自動(dòng)時(shí)，遙控/自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕才可用，當(dāng)遙控/自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕處于自動(dòng)時(shí)，應(yīng)禁止人工遙控設(shè)備。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，一貫停止運(yùn)行或禁止啟動(dòng)這些設(shè)備。
○3 報(bào)警
每個(gè)可能出現(xiàn)的報(bào)警有四種狀態(tài)：
*報(bào)警未消失未被確認(rèn)；
*報(bào)警未消失已被確認(rèn)；
*報(bào)警消失未被確認(rèn)；
*報(bào)警消逝已被確認(rèn)。
         操作員通過畫面切換選擇報(bào)警表，報(bào)警表內(nèi)顯示中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)中培植的所有報(bào)警列表及報(bào)警的詳細(xì)內(nèi)容。報(bào)警的詳細(xì)內(nèi)容包括：
*每個(gè)“未消失”的報(bào)警發(fā)生時(shí)間；
*每個(gè)“消失”的報(bào)警發(fā)生時(shí)間及“消失”的時(shí)間；
*每個(gè)“已確認(rèn)”的報(bào)警的確認(rèn)時(shí)間和用戶；
○4實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線顯示
         操作員可通過菜單或按鈕進(jìn)入實(shí)時(shí)曲線畫面或歷史曲線畫面，可選擇需要的工藝參數(shù)查看實(shí)時(shí)曲線或歷史曲線，可同時(shí)顯示多條實(shí)時(shí)曲線，可對(duì)曲線進(jìn)行放大或縮小，可任意選擇序言查看的時(shí)間段。
○5參數(shù)設(shè)置
         所有可以進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)必須具備在線調(diào)整的功能。每個(gè)參數(shù)應(yīng)規(guī)定調(diào)整的上下限值，如果操作員選擇了限值以外的數(shù)值，系統(tǒng)應(yīng)禁止接受并予以提示，所有參數(shù)的變化應(yīng)存儲(chǔ)在PLC上，具有權(quán)限的用戶才能對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。
○6事件記錄
         系統(tǒng)發(fā)生的較大情況或操作人員對(duì)設(shè)備的操作、參數(shù)的調(diào)整。必須通過時(shí)間記錄功能記錄下這些情況和操作過程作為今后分析事故的基礎(chǔ)資料。事件記錄的內(nèi)容包括各種時(shí)間信息、事件發(fā)生是的用戶、事件發(fā)生的時(shí)間等。
○7報(bào)表處理
         系統(tǒng)自動(dòng)記錄各種工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)，將所有數(shù)據(jù)歸納匯總形成報(bào)表，報(bào)表可定時(shí)打印或召喚打印，操作員也可以通過菜單或按鈕進(jìn)入報(bào)表畫面查看歷史報(bào)表。
○8畫面切換
中控操作站計(jì)算機(jī)顯示的畫面間的切換應(yīng)簡(jiǎn)明方便，包括：

*從菜單上直接進(jìn)入任何畫面；
*從處理廠總流程圖直接進(jìn)入任何流程圖；
*直接進(jìn)入上級(jí)和下級(jí)流程圖；
*從其他任何畫面進(jìn)入報(bào)警表；
*從其他任何畫面進(jìn)入相關(guān)的流程圖查找近的“未消失”的報(bào)警；
易于運(yùn)行、檢查或維護(hù)，電器設(shè)備必須是國(guó)內(nèi)知名品牌。

1．2現(xiàn)場(chǎng)控制站設(shè)置按鈕站作為就地操作終端，操作人員可對(duì)該控制站監(jiān)控范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行就地集中控制 。使用PLC作為主控制器，把處理過程中的各種信號(hào)送至PLC輸入端，PLC的輸出控制接觸器、繼電器，在控制三相電源和其他的用電設(shè)備。在人機(jī)界面可以非常直觀地顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行、停滯、故障等情況。
1．3系統(tǒng)中留有一定數(shù)量輸入、輸出借口，便于系統(tǒng)其他設(shè)備接入本系統(tǒng)。
1．4投標(biāo)方提供的電器設(shè)備和器件，材料形式應(yīng)為先進(jìn)的、應(yīng)適應(yīng)與他們預(yù)期的用途，并且應(yīng)符合有關(guān)ICE標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。有成熟適用經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品，其制造廠選擇須有招標(biāo)方的認(rèn)可。

（3）網(wǎng)絡(luò)安全
系統(tǒng)需要完善的安全保密機(jī)制。
1、硬件安全
硬件安全是考慮硬件本身的可靠性，質(zhì)量是否符合安全要求。為確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，使用在線式長(zhǎng)時(shí)UPS電源。
2、限制網(wǎng)絡(luò)的非法訪問為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全提高了基本的保證，其主要措施是用戶權(quán)限設(shè)置、口令加密等。包括：建立各級(jí)用戶名及訪問權(quán)限，每一用戶口令，根據(jù)級(jí)別選擇口令限制。建立各種限制；用戶限制，站點(diǎn)限制。

(4)組網(wǎng)要求：
以太網(wǎng)部分以西門子公司的SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)以太網(wǎng)各部分要求：
1、工業(yè)以太網(wǎng)的基本類型和網(wǎng)絡(luò)硬件
         本綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖傳輸系統(tǒng)，組成環(huán)路。通信系統(tǒng)為綜合傳輸/接入 系統(tǒng)，采用 100M 工業(yè)以太網(wǎng)作為傳輸鏈路，各子網(wǎng)絡(luò)采用100M 星形和環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)通信方案。
2、工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部件
        SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部件包括工業(yè)以太網(wǎng)鏈路模板OLM，ELM和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)OSM/ESM和ELS以及工業(yè)以太網(wǎng)鏈路模塊OMC。
        主從站通過光纜連接，形成總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，距離好不超過3KM，否則要加中繼；若用普通五類線連接，距離不得超過100M。

3工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器
SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器，采用 CP243-1系列等以太網(wǎng)接口。各通信處理器與所選S7系列PLC配套
以10/100 Mbit/s的速度將PLC或PC連接至工業(yè)以太網(wǎng)。
通過CP系列模板各子站S7系列的PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)與PC上的OPC Server進(jìn)行通信。
4 主控室電腦選用研華工控機(jī)ipc610h，工程師站可遠(yuǎn)程設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)或啟停相關(guān)設(shè)備。
5 各從站若無當(dāng)?shù)刂骺仉娔X，須以S7200/300 為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，提供網(wǎng)絡(luò)通訊模塊CP243-1/ CP343-1。
6 網(wǎng)絡(luò)安裝和故障診斷比較方便。交換機(jī)帶有SNMP管理單元， 而且還集成有基于WEB的管理系統(tǒng)，這為快速地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、診斷、故障定位和管理提供了方便。

7 開放性和可擴(kuò)展性
a)工業(yè)以太網(wǎng)符合標(biāo)準(zhǔn)的802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，支持光纖/雙絞線連接和TCP/IP協(xié)議。
b)交換機(jī)各層底板之間互為冗余，完全模塊化，用戶可以根據(jù)不同需要選擇不同的配置；支持帶電熱插拔，方便在線維護(hù)，大大降低了用戶的擁有成本和使用成本。
c)支持OPC Server，可以與工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，從而使網(wǎng)絡(luò)管理集成到SCADA系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一管理。
d)如果用戶需要更多的功能，可以擴(kuò)展。
8 嚴(yán)格的安全保證
a) 在數(shù)據(jù)傳輸鏈路方面，由于骨干網(wǎng)的交換機(jī)都帶有SNMP管理單元，集成了基于WEB的管理系統(tǒng)，支持RMON網(wǎng)管。從而保證了良好的安全性。
b) 對(duì)交換機(jī)的管理采用了二級(jí)密碼訪問機(jī)制，可以關(guān)閉不用的交換機(jī)端口，防止外部設(shè)備的非法接入。
c) 可以對(duì)交換機(jī)的端口和終端設(shè)備的MAC地址進(jìn)行綁定，防止外部設(shè)備的非法接 入。
d)采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，通過權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等多種安全機(jī)制加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全管理。

9 集成了OPC2.0支持，可按 OPC 服務(wù)器的方式將監(jiān)控的所有代理（交換機(jī)）的狀態(tài)信息和報(bào)警直接傳到 HMI/SCADA 軟件中去。
10 資源共享能力強(qiáng)
　　網(wǎng)絡(luò)上的用戶解除資源地理位置上的束縛，在聯(lián)人互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上都能瀏覽控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“控管一體化”。 針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用的特點(diǎn)，通過采用軟、硬件抗干擾、EMC設(shè)計(jì)措施，使用基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信模塊、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集器、軟PLC。
11 提供OPC標(biāo)準(zhǔn)接口，便于組態(tài)及資源共享
12無法提供OPC接口時(shí)，可協(xié)商自定義網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸格式
13 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，要求控制中心的主機(jī)具有靜態(tài)IP地址，滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的訪問。
14 各協(xié)同方必須按要求提供數(shù)據(jù)接口，以便數(shù)據(jù)上傳；對(duì)PLC中所定義的I/O、模擬量口定義有詳細(xì)清單。
15 系統(tǒng)軟件構(gòu)成：SUPERVIEW組態(tài)系統(tǒng)、分選部分、塑料制粒部分、厭氧發(fā)酵部分、上網(wǎng)發(fā)電部分、制肥部分(OPCServer)、遠(yuǎn)傳服務(wù)器(Sender)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等(InterBase)。
16 系統(tǒng)軟件運(yùn)行于WinXp、所有軟件提供完整的使用手冊(cè)及在線幫助。
17 提供報(bào)表編輯功能，可自定義個(gè)性化報(bào)表。