城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要: 城市供水監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)以太光網(wǎng)連接，將控制中心與各個(gè)子車間所相連接。從而將分散在各個(gè)地方的供水廠連接起來(lái)，由總的控制中心實(shí)行監(jiān)控、分配和調(diào)度，并通過(guò)閉環(huán)反饋控制調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，并達(dá)到穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng) 以太網(wǎng) 控制中心 反饋 穩(wěn)定Abstract： The urban water supply monitoring system through the industrial Ethernet optical network,which making control center connected with each

2、 child-workshop.This system makes wherever the water pump together, and the child-workshops are controlled distributed and scheduled by the control center,and through the close-loop feedback controlled regulation,making the system having a better stability,and achieving a stable,reliable,economic op

3、eration purpose.Key words： Monitoring system Ethernet Control center Feedback Stable 引言:城市供水系統(tǒng)中普遍存在著的一個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分散，工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境千差萬(wàn)別，各個(gè)采集點(diǎn)的水的質(zhì)量也千差萬(wàn)別，因此必須對(duì)各采集點(diǎn)的水的流量，壓力，渾濁度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、PLC技術(shù)組成了城市供水監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各泵站運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)和控制，保證城市用水的正常運(yùn)行和水的質(zhì)量。1. 城市供水系統(tǒng)的任務(wù)：主要涉及對(duì)天然水的采集（河流水、地下水、湖泊水等），對(duì)水的加工和處理（加藥、沉淀、混凝、過(guò)濾、加氯等），

4、對(duì)水的輸送（主要是對(duì)居民生活用水，大型用水企業(yè)的輸送等）。2. 城市供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：主要分為三層：其中第一層是由計(jì)算機(jī)組成的，也稱為調(diào)度主站，它是最高層，包括數(shù)字光處理、自動(dòng)化監(jiān)控計(jì)算機(jī)、工程師操作站計(jì)算機(jī)、視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)、其它管理計(jì)算。所有的控制調(diào)節(jié)指令都是由它發(fā)出，傳遞給下一層，并且所有的反饋信息最終都傳遞給它，經(jīng)過(guò)處理之后，去調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制和監(jiān)控。第二層是控制層，由兩臺(tái)S7-300和三臺(tái)S7-200組成，PLC將上位機(jī)處理后的信息經(jīng)過(guò)處理后傳遞到各執(zhí)行元件，并將采集到的數(shù)據(jù)從傳給上位機(jī)進(jìn)行處理。第三層是檢測(cè)執(zhí)行層，包括被控設(shè)備和檢測(cè)儀表，主要功能是通過(guò)對(duì)各儀表的檢測(cè)，檢測(cè)

5、各個(gè)元件的運(yùn)行狀態(tài)，并且執(zhí)行由控制層傳遞過(guò)來(lái)的命令。3. 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理：（1）監(jiān)測(cè)的對(duì)象：主要是對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的余氯、PH、壓力以及渾濁度等模擬量進(jìn)行采集，還有水位的設(shè)定以及報(bào)警上下限的設(shè)定，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種各樣的故障發(fā)出的光、聲的報(bào)警指示。（2）生產(chǎn)工藝過(guò)程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一個(gè)被測(cè)量偏移了，并且超過(guò)了設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)。攝像頭對(duì)該故障信息進(jìn)行拍攝，傳遞給視頻服務(wù)器，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，傳到控制中心，給操作人員看，操作人員對(duì)故障的情況進(jìn)行分析、處理，發(fā)出控制指令，這種情況只在出現(xiàn)緊急情況和嚴(yán)重故障時(shí)采用。一般這個(gè)過(guò)程由計(jì)算機(jī)完成，傳感器將檢測(cè)到的信息傳遞給PLC端，PLC通過(guò)標(biāo)定處理后的數(shù)據(jù)傳

6、遞到各個(gè)執(zhí)行元件中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)PLC把各個(gè)執(zhí)行元件的工作狀態(tài)通過(guò)以太網(wǎng)傳遞給上位機(jī)，即調(diào)度主站。由組態(tài)軟件完成對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)的分析和處理，實(shí)現(xiàn)反饋控制。 4. 控制系統(tǒng)的原理：調(diào)度主站主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理，監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。主機(jī)分為兩臺(tái)，互為備用，可以提高穩(wěn)定性。調(diào)度管理人員可以直接監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)的工藝流程，設(shè)備的工作狀態(tài)，各機(jī)電參數(shù)，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析、處理以及存儲(chǔ)，做出各個(gè)工藝參數(shù)的趨勢(shì)曲線，經(jīng)過(guò)操作員的簡(jiǎn)單操作，就可以就可以進(jìn)行系統(tǒng)的功能組態(tài)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改，并向PLC發(fā)出調(diào)控指令。 數(shù)據(jù)記錄功能記錄各測(cè)量點(diǎn)一定時(shí)間的數(shù)據(jù)，從而滿足歷史查詢的要求，并且形成報(bào)表打印。調(diào)度

7、主站的操作人員要有權(quán)限，不僅要考慮到調(diào)度操作的方便，而且要防止無(wú)關(guān)人員的誤操作，可以采取刷卡制。5. 系統(tǒng)的硬件配置:（1）監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)3臺(tái)，兩臺(tái)工作，另外一臺(tái)備用；投影儀和大屏幕顯示設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備部件；24口的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。（2）閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻工控機(jī)一套，彩色攝像機(jī)3套，云臺(tái)支架若干，8路以太網(wǎng)交換機(jī)兩套，包括軟件，視頻服務(wù)器一套，包括軟件；單路視頻服務(wù)器一套，包括軟件。（3）PLC系統(tǒng)：PLC的硬件組態(tài)：如下圖。PLC的I/O接口分配：PLC通過(guò)I/O接口，接受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)別的開關(guān)量，同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。I/O接口是PLC與外部設(shè)備連接的通道口，并且具有A/D轉(zhuǎn)換和D/A

8、轉(zhuǎn)換的功能。輸入單元接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)，包括人為地操作信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)處理（濾波、光電隔離、電平轉(zhuǎn)化等），轉(zhuǎn)換成為CPU可以處理的信號(hào)。輸出單元將處理過(guò)的信號(hào)發(fā)出，去驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。接口地址分布 名 稱代 碼 地址編號(hào)輸入信號(hào)水池水位下限信號(hào)SA1I0.0水池水位上限信號(hào)SA2I0.1水PH值上限信號(hào)SA3I0.2水PH值下限信號(hào)SA4I0.3水的壓力下限信號(hào)SA5I0.4水中含余氯的上限信號(hào)SA6I0.5水的渾濁度上限信號(hào)SA7I0.6輸出信號(hào)水池水位低于下限報(bào)警指示燈HL1Q0.0水池水位高于上限報(bào)警指示燈HL2Q0.1水的PH值高于上限報(bào)警指示燈HL3Q0.2水的

9、PH值低于下限報(bào)警指示燈HL4Q0.3水的壓力低于下限報(bào)警指示燈HL5Q0.4水中含余氯量超過(guò)上限報(bào)警指示燈HL6Q0.5水的渾濁度超過(guò)上限報(bào)警指示燈HL7Q0.6結(jié)束語(yǔ)：該監(jiān)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、PLC等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)，具有很高的自動(dòng)化能力。通過(guò)該系統(tǒng)的檢測(cè)與控制，輸送出去的水可以達(dá)到人們健康飲用水的標(biāo)準(zhǔn)以及大型用水企業(yè)用水的要求，并且增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性、安全性與穩(wěn)定性，是供水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1.崔純雷，等. 城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.人民黃河. 2010(32:80-822.李媛. 基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)J.河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(70:40-613.李小棉，等. PLC在城市供水中的應(yīng)用J. 西北水力發(fā)電.