引言

《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（HMI）軟件系統，運行于 Windows 98/2000/NT/XP 中文操作系統平臺，全中文界面。產品在開發和設計過程中，采用國際先進的組態理念，吸收當前國內外先進組態軟件的優秀成果，并經過嚴格的實驗測試和眾多行業的現場實踐。

《世紀星組態軟件》作為一個實時的人機界面實用程序生成器，可以產生在管理級別上的監控和數據采集（SCADA）程序?！妒兰o星組態軟件》由開發系統（CSMaker）和運行系統（CSViewer）兩部分組成。CSMaker 和 CSViewer 是各自獨立的 世紀星組態軟件Windows 32 位應用程序，均可單獨使用，兩者又相互依存，在開發系統中設計開發的畫面應用程序必須在運行系統中才能運行。

《世紀星組態軟件》運行系統是世紀星的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與 I/O 服務程序的數據交換。它通過實時數據庫管理從工業控制對象采集到的各種數據，并把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史數據記錄、趨勢曲線等監視功能。

概述

供水系統是國民生產生活中不可缺少的重要一環。傳統供水方式占地面積大，水質易污染，基建投資多，而最主要的缺點是水壓不能保持恒定，導致部分設備不能正常工作。變頻調速技術是一種新型成熟的交流電機無極調速技術，它以其獨特優良的控制性能被廣泛應用于速度控制領域，特別是供水行業中。由于安全生產和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格的要求，因而變頻調速技術得到了更加深入的應用。恒壓供水方式技術先進、水壓恒定、操作方便、運行可靠、節約電能、自動化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：

（1）維持水壓恒定

（2）控制系統可手動/自動運行

（3）多臺泵自動切換運行

（4）系統睡眠與喚醒，當外界停止用水時，系統處于睡眠狀態，直至有用水需求時自動喚醒

（5）在線調整PID參數；

（6）泵組及線路保護檢測報警，信號顯示等將管網的實際壓力經反饋后與給定壓力進行比較，當管網壓力不足時，變頻器增大輸出頻率，水泵轉速加快，供水量增加，迫使管網壓力上升。反之水泵轉速減慢，供水量減小，管網壓力下降，保持恒壓供水。

一般供水方式，多為用水量調節開停泵數量，壓力偏小時加泵，壓力偏高時減泵。傳統控制方式為人工手動控制，存著如下缺點： 操作方式落后，人為因素很大；管理方式落后，無法建立嚴格科學管理體制；設備運行不合理，維修量大，使用壽命短；能耗高、機械磨損大，生產成本高；采用自動恒壓供水系統，可以大大改善供水性能，穩定供水壓力，節約電能。

系統結構

系統采用一臺變頻器控制多臺水泵以循環工作方式，中心控制器為PLC可編程控制器，以設定壓力和反饋壓力為控制目標，以PID為控制算法組成閉環控制系統。以降壓啟動柜或軟啟動器作為工頻運行回路或獨立后備系統。實時采集水網參數、電網參數、電機溫度、設備運行狀態，達到優化運行、可靠保護、確保供水、節約電耗。

控制方式

以出口總管網水壓為控制目標，以供水時間、季節為參考值，合理組合開泵臺數，減少開停泵次數，達到穩定水壓、節電供水之目。

1、調節開、停泵組數量和變頻調速泵轉速，達到調節管網水壓目，穩定供水壓力。

2、調節精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。

3、以管網水壓為控制目標，達到高效節能供水。

4、以24小時為周期，用水量不同可上分段設定供水壓力，PLC依據設定值自動運行。

5、以“先入先出”為準則，對水泵進行優化組合，循環投切。 對變頻機組負荷實時計算，確定各泵開、停時間，使各泵高效區段工作并磨損均勻。

6、閥門自動控制。工作程序為：

開泵----檢測泵出口水壓----壓力達到設定值時開閥----檢測閥門開盡限位。

關閥----檢測閥門關盡限位----停泵。

7、PLC精確控制，使泵組變、工頻運行實現無擾動切換。并保證各泵磨損均勻。

8、對供水量計算，限制泵組臨界狀態頻繁起停。

9、每臺泵組后備手動軟起控制功能，確保故障情況下不間斷供水。

10、水壓異常報警，低水池水位過低自動停機，用水量極小時自動停機。

11、軟啟動，減少了單泵啟動電流、沖擊和水泵機械磨損，延長設備使用壽命。

12、PLC與上位監控站連網功能。

13、自動運行，遠程運行，手動運行。手動運行為最高優先權。

14、 監測所有設備相關參數：電機電壓、電流、溫度、運行時間、運行狀態、出口水壓、閥門 狀態、閥門故障、水池水位、管網水壓、水質參數。 中心控制室進行網絡通訊，協調生產。

15、 對排污泵進行實時監控和自動控制。

技術經濟指標分析

1、水泵其揚程（H）、流 量（Q）、轉速（N）和軸功率（P）之間存如下關系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3

由此可見，水泵出口流量與轉速成正比，揚程與轉速平方成正比，消耗軸功率與轉速三次方成正比。對水泵進行調速運行，對供水流量與壓力進行調節，有著非常明顯節能效果。當變頻泵運行45Hz時。比工頻運轉節電27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%

2、應用變頻調速可以用水需求量對水泵流量進行無級調整，減少開停工頻泵次數，減少對電網及水泵機械沖擊，延長設備使用壽命，大大減少爆管危險性，減少工程維修費用和跑水浪費，間接節約了成本。

3、供水施工經驗和運行數據分析，一般每天可分為幾個檔次壓力供水，其直接節電率10%以上?？紤]減少維修費用，延長設備使用壽命，提高管理水平和自動化監控能力等間接節能效率，總節能率可達18%以上。

上位機監控軟件

《世紀星組態軟件》是PC機上開發智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows各種便利功能。

《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》集成開發環境，軟件開發者這個環境中完成界面設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，能合理抽象控制對象，能非常簡單、方便對數據報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面時間；簡單而實用編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便硬件設備安裝向導和全面支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場數據采集和監控功能。

運行系統是《世紀星組態軟件》系統實時運行環境，用于顯示開發系統中建立動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備數據交換。運行系統能實時而形象反映現場所有參數和實際情況；實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據變化用動畫方式形象表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便組態式報表，可充分滿足用戶各種報表需要。

工藝過程

1、主畫面

2、PID 調節

3、打印報表