基于Wincc Web Navigator的危廢焚燒自動化生產線遠程監控及數據采集控制系統的應用

趙益斌

摘 要：為有效解決危廢焚燒自動化生產線遠程監控方面的難題，開發基于Wincc Web Navigator的危廢焚燒自動化生產線遠程監控及數據采集控制系統。利用Wincc Web遠程監控生產線的運行狀況和生產數據，實現企業管控一體化、信息綜合化，從而提高危廢焚燒自動化生產線的生產效率。

關鍵詞：Wincc Web Navigator；焚燒自動化生產線；遠程監控

前言：

危廢處置行業傳統的數據采集控制系統都是在現場分控和中控控制室的計算機上安裝上位機控制軟件，要和PLC通訊一般都要求在現場通訊，不支持遠程通訊。本文闡述通過Wincc Web Navigator將生產現場的多個PLC站點實時數據匯總，安全、實時地呈現在操作工和生產管理者面前，為企業的管控一體化提供一個基礎平臺。

一、危廢處置行業的背景

危險廢物的焚燒處置是一項關系到民生的環保工程，其處理過程及工藝流程技術要求高，需要化學工程、燃燒工藝、自動化技術和信息技術的密切配合。危廢焚燒過程中將產生二惡英、粉塵、重金屬和SOx、HCL、HF、NOx等酸性氣體，為了在煙氣排放前去除這些有毒氣體，進行煙氣凈化處理，必須保證整個處置過程滿足特定的工藝條件和足夠的控制精度。因此，危廢焚燒不僅需要可靠的工藝保證，而且需要高性能的自動化控制技術和實時數據采集監控技術來保證生產設備安全、可靠、高效運行。

二、目前危廢焚燒自動化控制系統現狀及存在的問題和缺陷

目前危廢焚燒自動化控制系統的基本構架一般采用C/S結構模式，即客戶機與服務器模式，客戶端和服務器端都能獨立處理操作任務。但是該結構對客戶機的要求較高，而且若現場需要多點監控和操作，則必須在現場控制點配備多臺電腦作為客戶機，成本高。

并且在實際生產中，焚燒控制室一般分為現場分控和中控室兩處。中控室一般有DCS操作員，主要集中對焚燒自動化生產線進行操作控制?，F場操作人員則就本崗位進行巡查和現場操作，一旦中控人員離開則無法監控生產線的運行情況；并且一線操作工和生產管理者無法監控生產線的狀況，無法第一時間獲得生產運行數據。

以上問題，通過 Wincc Web Navigator的應用可以得到更好的解決。通過使用任意終端計算機內置的IE游覽器，通過網頁游覽的方式對焚燒自動化生產線的實時數據和運行情況進行遠程訪問、監控，為生產管理、故障監控及企業決策提供遠程服務，提高焚燒生產線自動化管理和控制的水平。

三、Wincc Web Navigator結構功能及優勢的概述

Wincc Web Navigator采用B/S機構模式，即Browser/Server（游覽器/服務器）結構，是所謂的瘦客戶機，是基于高速發展的Internet網絡，結合計算機自動化控制技術、網絡通信技術、網絡數據庫技術、MS IIS技術以及Web技術等組成的網絡遠程智能控制系統。它集成在客戶機PC的Internet游覽器中，通過互聯網或局域網的通訊，運行和管理正在進行的Wincc項目。無需改變Wincc的其他功能項目，無需在PC上安裝整個Wincc基本系統，無需對Web Navigator客戶機進行額外組態，就可以提供如同在本地操作員工作站的歸檔顯示、操作員輸入和訪問控制功能，顯示的過程畫面可以包含用于動態序列的VB腳本或C語言腳本，也能夠通過用戶接口在多種語言之間切換。而實現這些功能，只需要在遠程客戶機上通過IE游覽器的方式便可操作和監視運行中的整個Wincc項目，不必在客戶機安裝整個Wincc系統，設計簡單，成本低。

四、危廢焚燒自動化生產線遠程監控及數據采集控制系統的設計

由于目前焚燒生產線通過西門子S7-400 PLC實現生產控制，并將必要的監控數據通過以太網傳輸至各中控室和分控室的工控機上，由工控機上的Wincc Scada上位機進行數據的過程顯示。另PLC、上位機是一個封閉獨立的局域網和辦公網絡在物理上是隔離的，要實現外網遠程能夠實時查看系統運行數據，必然要打通連接兩個網絡，而且為保證生產現場網絡的安全，需要采用防火墻和核心交換機進行安全隔離。

新系統采用西門子Wincc軟件套件中的Web Navigator作為發布工具，將Wincc監控畫面發布成可以通過IE在線游覽的頁面。該自動化控制系統主要有信息采集、信息發布、信息遠程接收3部分組成，如下：

1.信息采集

該部分主要使用西門子STEP7 PLC編程控制軟件，控制軟件組態現場的Profibus網絡和工業以太網絡，將控制命令程序下發到PLC控制器，實現對現場焚燒設備的控制，同時通過PLC控制器實時采集現場設備的重要參數歸檔到數據庫，供上位機使用，生成整個焚燒生產線的人機交互界面。

2.信息發布

該部分采用Wincc Web Navigator組態服務器軟件，其功能是使現場車間焚燒設備和中控wincc進行實時通信，發布每條生產線生產過程畫面，與互聯網的終端用戶進行生產數據的交換，發布控制信息及過程畫面到互聯網，是整個網絡的核心部分。

3.信息遠程接收

該部分采用Wincc Web Navigator客戶端軟件，供操作工、生產管理者及工程師等遠程實時查看焚燒線各設備的運行情況。用戶不用花費大量時間安裝整個Wincc軟件，只需在很短的時間內下載Wincc Web Navigator客戶程序就能在任意網絡終端通過IE游覽器訪問和操作現場的焚燒生產設備，操作簡便，設計成本低。

五、Wincc 畫面組態及發布

中控室控制界面有Wincc軟件將現場各焚燒生產線的監控畫面集成組態在中控室監控計算機中，通過Wincc Web Navigator服務器將焚燒生產線需要發布的過程畫面發布到互聯網中，使游覽器客戶端可以遠程實時監控現場各焚燒生產線的工作情況，實現整個焚燒線的全自動化監控與集中管理。下圖為實驗時，利用遠程計算機IE游覽器觀察到的各個運行畫面。

結束語：

針對目前危廢焚燒自動化生產線建設中存在的一些問題，提出了基于Wincc Web Navigator的PLC遠程監控及數據采集控制系統的設計思路，滿足了焚燒自動化生產線遠程監控和管控一體化的控制要求，完成了現場控制網絡和辦公網絡共用以太網、互聯網間的有效銜接，實現了企業現場控制網絡、辦公網絡及互聯網絡的有效集成。相比原控制系統更加經濟、可靠，實現方法簡單，提高了企業的管理水平和勞動生產率。

參考文獻：

[1]王實，劉曉明，深入淺出西門子Wincc V6[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[2]廖常初，S7-300/400PLC應用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.