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中国国电环保产业集团公司

      

    


污水处理厂归档系统软件


技术方案
1.功能简介
本归档软件系统通过以太网接口,自动连接现场运行的OPC服务器,读取污水处理过程中的各种实时数据,对数据进行实时分析、统计运算,并将此过程中取得的有效数据,分类存档到数据库中。
2.系统特点
 实时读取现场运行数据。
 对数据进行灵活的归档设置
 灵活的数据展示功能(曲线、表格)
 简单易学的操作界面
 数据分析及报表输出
 简单的安装及配置过程
 数据备份完整,提取方便
 系统可靠性高,故障恢复处理简单

3.系统总体结构
3.1结构
 
图3.1系统总体结构图 
3.2总体结构说明
中控室的服务器中,安装了WINCC组态软件系统,通过工业以太网连接了现场所有的PLC,用来采集现场数据,对现场设备进行控制,对现场仪表数据进行采集。现场数据中,有控制数据,如风机运行信号、水泵运行信号、电磁阀位置信号等;有运行实时数据,如进水口SS、进水口COD、进水口PH、出水口SS、进水口COD、进水口PH等等;有流量数据,如进水口流量、出水口流量等,流量数据需要进行累积,以方便数据管理和分析。
中控室的WINCC组态系统,提供OPC Server服务,通过内部以太网,提供OPC接口。本归档系统软件,建立OPC Client,向OPC Server申请数据链接,连接成功后,直接采集现场PLC数据,对需要归档的数据进行统计分析和归档、报表等操作。
4.归档系统软件功能模块
序号 名称 功能
1 OPC Client数据接口
提供OPCServer和归档系统的数据接口
2 历史数据库
数据库建库、维护、建表等
3 数据检索平台
提供人机界面,数据查询浏览等
4 管理平台
系统管理、变量管理、数据库管理、用户管理等


4.1 OPC Client数据接口功能
4.1.1寻找工作组或域中的指定OPCServer ,建立稳定的OPC Connection
4.1.2在指定的OPCServer 种,解析协议分析数据来源,查找和连接来源的OPC Group,并可以根据现场的仪表、可编程逻辑控制器、WINCC中的数据指向而调整OPC Group。
4.1.3根据中控数据采集需求,实时解析对应的OPC ITEM,解包对应的OPC数据,并将数据交换到历史数据库管理模块,和用作检索平台,显示运行时的实时数据。


4.2历史数据库开发
4.2.1采用微软的SQL Server2000大型数据库的数据存储归档系统,保证数据存储的可靠性及数据查询的快捷方便。
4.2.2将实际数据分类为分钟数据、小时数据、日数据、月数据、年数据5种周期存储格式。
4.2.3对数据的存储格式细化分类:做平均值、最大值、最小值、累计值、有效性(正常、校准、故障)5种处理。
4.2.4在数据存储过程中,保存最近7天的一分钟数据,保存最近3个月的一小时数据,保存最近2年的日数据,当天数据瞬时值可显示(15秒采集一次),月数据及年数据保存10年以上。
4.2.5数据备份周期为次月1日自动备份上月数据,并把历史数据存入指定位置,保证数据可靠。
4.2.6包括其在源系统中的变量名称、数据范围、显示曲线时的详细信息以及历史数据存储等其他功能在内,每一个数据点单独建立数据表,达到提高查询速度的目的。因为这些表是动态的,在监测使能的时候建立,在监测取消时,删除对应的表格。
4.2.7数据的存储容量为175200条,保证历史数据合理重现。
4.2.8数据存储两年以后,可以通过手动方式将数据备份到外置存储器。而且将备份数据保存至系统后,系统可以正常检索。
4.2.9数据存储时间节点按如下方式设置:1分钟数据为每15秒采集数据的平均值。1小时数据为1-60分采集数据的平均值。1天数据为当日早9:01至次日9:00,24小时的平均值。月数据为每月1日9:01至次月月1日9:00,日数据的平均值。年数据为每年1月1日9:01至次年1月1日9:00,365天(闰年为366天)数据的平均值。
4.2.10将升级的归档系统制作成安装包,当系统出现意外情况是,可以容易的重新安装归档软件,不丢失历史数据。
4.3 检索平台系统开发
4.3.1检索平台数据采集主要包括进/出水水量、进/出水水质(COD、SS、PH)、曝气产品参数(电流强度、导叶开度)、生化池溶解氧浓度、生化池污泥浓度、生化池PH、曝气管线空气流量、提升泵液位以及主要产品(提升泵、鼓风机、离心机)运行状态共9类数据,可根据用户需求增加或减少,变量总数上限为200项。
 
4.3.2检索平台数据检索主要包括数据的分钟数据、小时数据、日数据、月数据、年数据5种周期检索格式,以上所有数据都包括在内。每种检索格式应包括平均值、最大值、最小值、累计值、有效性(正常、校准、故障)5项内容,。
 
4.3.3检索平台数据显示以上所有数据,详述如下: 
4.3.3.1通过点击按钮方式进入和退出数据归档画面。
4.3.3.2在同一曲线界面中做8条及以上不同颜色曲线显示。
 
4.3.3.3根据设置的起始、终止时间选择绝对数值和量程百分比两种方式进行显示。
绝对数值方式下,可以调整显示比例,以便将显示数据展示在相对中间的位置,而不是数据以最大值、最小值作为纵坐标的最大值和最小值,这样可以更的方便观察趋势,更容易进行数据比对。
 
而在量程百分比的显示方式下,则更可以直观的查看当前数据占全量程的百分比,这样在多个数据曲线对比的时候,更能直观的反应各个数据间的相互关系。
 

4.3.3.4每条曲线段之间的显示采用折线图。游标移动时可显示各条曲线任意点的时间和对应数值。可按选择的时间段进行前后推移。
 
4.3.4显示区段范围内的最大值、最小值、平均值、累计值、有效性(正常、校准、故障)。
 
4.3.5最长时间显示大于90天。
4.3.6可选择数据曲线和数据点列表两种查询方法。通过数据点的选择及时间条件的选择,将查询得到的数据以数据表格的方式显示在界面上。
  
4.3.7在数据显示后可以直接将显示的数据导出为标准的EXCEL文件。数据导出功能同时支持在不显示的情况下将部分或全部的数据直接导出为标准的EXCEL文件。
 
4.4 管理平台系统开发
管理平台具有系统管理、变量管理、数据库管理、用户管理、数据采集、检索、显示等功能。
4.4.1管理平台数据采集包括剩余/回流污泥流量、离心机上泥流量、药泵絮凝剂上药流量、工艺过程中泥位、液位及液位差、离心机主要参数(转鼓电机转速、螺旋电机转速及转矩)、主要产品(粗/细格栅机、回流/剩余污泥泵、地下小鼓风机、刮泥机)运行状态等数据。并可以随时增加自控系统中现有但未采集项数据功能。
4.4.2通过登录用户名和密码登录系统,避免其他人误操作,保证安全性。管理员可以进行修改密码、新建用户、删除用户操作,并可指派管理权限和浏览权限。
  
4.4.3通过基本数据表信息的更新配置功能,对基本数据表中的信息进行管理,控制数据输入端。
4.4.4增加新的需要历史数据归档的数据点,数据点包括其基本信息,采集频率,是否立即启用归档功能,或者仅仅是配置到表中,是否需要开放给检索平台检索系统,或者仅做管理平台系统归档使用。
4.4.5可以在全部数据点的特定区间或全部时间段进行数据导出,导出所有的数据。并将所有一次导出的数据存在同一个文件中,不同数据点区分EXCEL不同的数据表。
4.4.6可以将数据有效性进行正常、校准、故障选择。

4.4.7设计数据备份自动备份功能,根据时间间隔选择进行自动和手动备份。 

4.4.8归档系统软件有自动报表功能。
  

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