基于Wincc Web Navigator的危废焚烧自动化生产线远程监控及数据采集控制系统的应用

赵益斌

摘 要：为有效解决危废焚烧自动化生产线远程监控方面的难题，开发基于Wincc Web Navigator的危废焚烧自动化生产线远程监控及数据采集控制系统。利用Wincc Web远程监控生产线的运行状况和生产数据，实现企业管控一体化、信息综合化，从而提高危废焚烧自动化生产线的生产效率。

关键词：Wincc Web Navigator；焚烧自动化生产线；远程监控

前言：

危废处置行业传统的数据采集控制系统都是在现场分控和中控控制室的计算机上安装上位机控制软件，要和PLC通讯一般都要求在现场通讯，不支持远程通讯。本文阐述通过Wincc Web Navigator将生产现场的多个PLC站点实时数据汇总，安全、实时地呈现在操作工和生产管理者面前，为企业的管控一体化提供一个基础平台。

一、危废处置行业的背景

危险废物的焚烧处置是一项关系到民生的环保工程，其处理过程及工艺流程技术要求高，需要化学工程、燃烧工艺、自动化技术和信息技术的密切配合。危废焚烧过程中将产生二恶英、粉尘、重金属和SOx、HCL、HF、NOx等酸性气体，为了在烟气排放前去除这些有毒气体，进行烟气净化处理，必须保证整个处置过程满足特定的工艺条件和足够的控制精度。因此，危废焚烧不仅需要可靠的工艺保证，而且需要高性能的自动化控制技术和实时数据采集监控技术来保证生产设备安全、可靠、高效运行。

二、目前危废焚烧自动化控制系统现状及存在的问题和缺陷

目前危废焚烧自动化控制系统的基本构架一般采用C/S结构模式，即客户机与服务器模式，客户端和服务器端都能独立处理操作任务。但是该结构对客户机的要求较高，而且若现场需要多点监控和操作，则必须在现场控制点配备多台电脑作为客户机，成本高。

并且在实际生产中，焚烧控制室一般分为现场分控和中控室两处。中控室一般有DCS操作员，主要集中对焚烧自动化生产线进行操作控制。现场操作人员则就本岗位进行巡查和现场操作，一旦中控人员离开则无法监控生产线的运行情况；并且一线操作工和生产管理者无法监控生产线的状况，无法第一时间获得生产运行数据。

以上问题，通过 Wincc Web Navigator的应用可以得到更好的解决。通过使用任意终端计算机内置的IE游览器，通过网页游览的方式对焚烧自动化生产线的实时数据和运行情况进行远程访问、监控，为生产管理、故障监控及企业决策提供远程服务，提高焚烧生产线自动化管理和控制的水平。

三、Wincc Web Navigator结构功能及优势的概述

Wincc Web Navigator采用B/S机构模式，即Browser/Server（游览器/服务器）结构，是所谓的瘦客户机，是基于高速发展的Internet网络，结合计算机自动化控制技术、网络通信技术、网络数据库技术、MS IIS技术以及Web技术等组成的网络远程智能控制系统。它集成在客户机PC的Internet游览器中，通过互联网或局域网的通讯，运行和管理正在进行的Wincc项目。无需改变Wincc的其他功能项目，无需在PC上安装整个Wincc基本系统，无需对Web Navigator客户机进行额外组态，就可以提供如同在本地操作员工作站的归档显示、操作员输入和访问控制功能，显示的过程画面可以包含用于动态序列的VB脚本或C语言脚本，也能够通过用户接口在多种语言之间切换。而实现这些功能，只需要在远程客户机上通过IE游览器的方式便可操作和监视运行中的整个Wincc项目，不必在客户机安装整个Wincc系统，设计简单，成本低。

四、危废焚烧自动化生产线远程监控及数据采集控制系统的设计

由于目前焚烧生产线通过西门子S7-400 PLC实现生产控制，并将必要的监控数据通过以太网传输至各中控室和分控室的工控机上，由工控机上的Wincc Scada上位机进行数据的过程显示。另PLC、上位机是一个封闭独立的局域网和办公网络在物理上是隔离的，要实现外网远程能够实时查看系统运行数据，必然要打通连接两个网络，而且为保证生产现场网络的安全，需要采用防火墙和核心交换机进行安全隔离。

新系统采用西门子Wincc软件套件中的Web Navigator作为发布工具，将Wincc监控画面发布成可以通过IE在线游览的页面。该自动化控制系统主要有信息采集、信息发布、信息远程接收3部分组成，如下：

1.信息采集

该部分主要使用西门子STEP7 PLC编程控制软件，控制软件组态现场的Profibus网络和工业以太网络，将控制命令程序下发到PLC控制器，实现对现场焚烧设备的控制，同时通过PLC控制器实时采集现场设备的重要参数归档到数据库，供上位机使用，生成整个焚烧生产线的人机交互界面。

2.信息发布

该部分采用Wincc Web Navigator组态服务器软件，其功能是使现场车间焚烧设备和中控wincc进行实时通信，发布每条生产线生产过程画面，与互联网的终端用户进行生产数据的交换，发布控制信息及过程画面到互联网，是整个网络的核心部分。

3.信息遠程接收

该部分采用Wincc Web Navigator客户端软件，供操作工、生产管理者及工程师等远程实时查看焚烧线各设备的运行情况。用户不用花费大量时间安装整个Wincc软件，只需在很短的时间内下载Wincc Web Navigator客户程序就能在任意网络终端通过IE游览器访问和操作现场的焚烧生产设备，操作简便，设计成本低。

五、Wincc 画面组态及发布

中控室控制界面有Wincc软件将现场各焚烧生产线的监控画面集成组态在中控室监控计算机中，通过Wincc Web Navigator服务器将焚烧生产线需要发布的过程画面发布到互联网中，使游览器客户端可以远程实时监控现场各焚烧生产线的工作情况，实现整个焚烧线的全自动化监控与集中管理。下图为实验时，利用远程计算机IE游览器观察到的各个运行画面。

结束语：

针对目前危废焚烧自动化生产线建设中存在的一些问题，提出了基于Wincc Web Navigator的PLC远程监控及数据采集控制系统的设计思路，满足了焚烧自动化生产线远程监控和管控一体化的控制要求，完成了现场控制网络和办公网络共用以太网、互联网间的有效衔接，实现了企业现场控制网络、办公网络及互联网络的有效集成。相比原控制系统更加经济、可靠，实现方法简单，提高了企业的管理水平和劳动生产率。

参考文献：

[1]王实，刘晓明，深入浅出西门子Wincc V6[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[2]廖常初，S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.