1、1数据采集控制系统在西郊水厂的应用摘要：随着自动化技术在工业控制领域应用的成熟和普及，各工业企业采用计算机管理，指导生产的应用也越来越多，一个计算机监控系统分为下位系统和上位系统两个部分，下位系统通常采用 PLC 或智能监测仪表作为数据采集和处理中心，上位系统通常以上位监控组态软件为平台，自主开发完成。本文重点阐述了采用工控机、亚当模块对西郊水厂的供电设备、配水机泵设备及深井取水设备参数的采集以及采用数传电台对 17 个深井泵站进行集中监控，对新建水厂，特别是老水厂的改造有极大的推广意义。 关键词：组态王 亚当模块 数传电台可编程控制器 中图分类号：C37 文献标识码： A 文章编号： 一、引
2、言 以往西郊水厂深井泵站的控制和数据采集处于人工手动状况，没有实现自动化监控，管理记录和数据统计都是手工操作。以上这些情况，既对泵站设备的状况得不到实时数据，也给管理统计带来不便。随着自动化技术在自来水领域应用的广泛应用，所以必须对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向无人化泵站监控管理发展，以提高西郊水厂供水系统的科技含量。该系统主要针对西郊水厂的供电设备、配水机泵设备及深井取水设备的检测量的采集和控制进行集中管理和监控，该系统具有科学、先进、经济、实用等优点。 2二、系统构成 整个系统由主控室监控站和 17 个深井泵站远方监控子站组成，人机界面提供了监视、监控、报警、控制四项功能。监视是将现
3、场实时数据显示给操作员；监控是监视实时数据，同时由操作员手动或计算机自动改变设定点；报警能识别异常事件并立即报告这些事件；控制是自动提供算法的能力，这些算法调整过程数据，使数据保持在设定的限度之内，如图所示。 主控监控站由工控机、内插板、ADAM 模块、信号变送器、演示板、数传电台等构成，它一方面负责水厂内各种参数采集、处理，另一方面还通过数传电台与远处的 17 个深井泵站进行遥控与监测，监控软件采用组态王。深井泵站采用 PLC 与数传电台构成远方监控子系统。考虑到系统的先进性和可扩展性，在深井泵监控系统和水厂监控系统的设计中，ADAM 模块的选择、PLC 和组态王的选择都留有一定的冗余量，以
4、备将来系统的功能扩展。 1、水厂主控室监控站 1.1、主控室监控站主要功能 负责监控水厂主要设备的运行状态及主要参数的采集与处理；以轮询方式监控深井泵站的运行状态及运行参数，并通过数传电台实现泵站电机的启、停；把水厂供电线路及各深井泵站的状态实时显示在模拟演示板上。 1.2、要监控的 I/O 参数表 A 开关量参数表 3B 模拟量参数表 1.3、水厂监控站系统硬件配置 由于监控点多为模拟量，从系统的性价比及系统的统一性和维修的方便性，我们选择研华 PC-Based 可编程控制器 ADAM5510 来实现数据的采集，上位机采用研华工控机作为整个系统的控制中心，模拟演示板由内插板来驱动。为了监控深
5、井泵站，由工控机通过数传电台与深井泵站进行数据传输。 为了消除干扰，提高系统的可靠性，现场模拟量信号的传送采用 4-200mA 的电流信号，设备状态信号一方面通过原来的控制台中的信号取得，另一方面由现场设备接触器的空余点或由对应设备的输出电压来取得。为了与深井泵站进行数据的远传，配置一台全方位数传电台为了更直观地显示整个系统的状态，安装一个模拟演示板，把系统的配电网线及水管管网生动形象地显示出来。整个上位机系统由一台 UPS 作为后备电源，以此更如完善系统的可靠性。考虑到系统设计的标准化和集中监控的思路，监控系统要采用一个监控台，上部放置显示器和操作元件，台面放置键盘和打印机等，里面电气元器件
6、元件，在外型尺寸上作到与原有操作台相谐调。 1.4、上位机控制软件 4组态软件采用目前国内先进的亚控组态王 6.0 软件，该软件的优点是功能性强，可靠性高，十分适用于各种工业监控系统，组态王软件的配置，我们选择具有 512 点开发点和 512 点运行点的软件配置，可同时满足水厂和深井监控两方面的需要。ADAM5510 编程软件采用 Turbo C+for Dos，程序编译完成后下载到 ADAM5510 中。 2、深井泵站 2.1、深井泵站控制系统主要功能 深井泵站控制系统主要完成泵站电机电流、电机启、停的远程控制以及泵站巡视、设备状态、设备故障、电源失电、人员进入等状态的采集与远传。现场的参数
7、与状态经 PLC 处理后由现场的数传电台传给上位机，同时上位机可发出各种控制指令，通过主控室数传电台传给深井泵站的 PLC，PLC 根据指令内容来完成相应的动作。 2.2、深井泵站控制系统主要 I/O 点 2.3、深井泵站控制系统主要配置 整个系统由变送器、可编程控制器 PLC、数传电台组成的采集、通讯和控制系统。考虑到系统的先进性和可扩展性，PLC 的选择都留有一定的冗余量，以备将来系统的功能扩展。 PLC 采用 Siemens 公司 S7-200 系列的 S7-222，它内置 8 路 DI、6 路5DO，并有 1 个 RS-485 串行口。模拟量的采集由外扩的 EM231 来完成，EM23
8、1 有 4 路模拟量输入。S7-200 系统的 PLC 具有体积小、功能全、性能稳定可靠、耐低温等优点，特别适合深井泵站控制系统。为了与上位机进行数据传输，深井现场安装一台数传电台，电台与 PLC 之间的连接需由 PC/PPI 电缆来匹配。 西郊水厂现有 17 眼深井泵站，这些泵站的控制系统大体相同，区别仅在于是否有软起这一方面。深井泵站控制系统的框图如下所示： 3、功能及技术指示 3.1、井群遥控系统 （1）遥控各井水泵电机的启动、停止；监测水泵电机的运行状态（运行或停止） 、故障状态（过负荷停机） 。 （2）监测各泵站电源线路供电是否正常（缺相或失电） 。 （3）监测各泵站巡井人员的巡视情
9、况（是否巡井） 。 （4）监测各泵站是否有人员进入，并能发出警报，正确率在 90%以上。 （5）监测各泵站电机的电流。 （6）各泵站监控系统由 UPS 电源供电，在电源失电的情况下，能够保证有足够的时间把该故障信息反馈给水厂监控站。 3.2、水厂数据采集系统 （1）工作站完成厂内泵站设备实时监测功能，包括必要的图形，数据流和趋势曲线。 （2）工作站完成厂内变电站设备实时监测功能，包括必要的图形，6数据流和趋势曲线。 （3）工作站完成必要数据的备份功能，备份期限根据数据要求而定。（4）工作站具备异常数据报警及报警确认功能，根据需要可完成视频或音频报警。 （5）工作站具备生成数据报表（日报、月报、
10、年报）功能和重要数据查询功能。 （6）工作站具备井群遥控及监测功能。 三、系统功能完善 3.1、该控制系统采用传电台无线通讯，而西郊井群分布范围广，周边环境对通讯有一定干扰，个别深井通讯不太稳定，若能采用定向天线，通讯效果必能大大改善。 3.2、上位机控制软件采用 512 点开发点和 512 点运行点的软件配置，目前可满足水厂和深井监控两方面的需要。但从系统功能拓展及水厂控制系统改造方面考虑，采用 1024 点的软件配置利用空间将大大加强。 四、系统展望 俗话说“工欲善其事，必先利其器“，选择良好的开发平台是实现计算机控制系统的基础。本系统在水厂改造中的成功应用，不仅提高了水厂监控的自动化程度，而且大降低了维护人员的劳动强度，同时还增加了各种参数的数据管理功能，使水厂的日常管理更具科学性。因此本系统在新建水厂及老水厂改造项目中极具推广价值。 参考文献： 71 何克忠。计算机控制系统。北京：清华大学出版社 2 西门子 S7-200 编程手册 3 ADAM5510 编程手册
