城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

1、城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計摘要: 城市供水監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太光網(wǎng)連接，將控制中心與各個子車間所相連接。從而將分散在各個地方的供水廠連接起來，由總的控制中心實行監(jiān)控、分配和調(diào)度，并通過閉環(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)濟運行的目的。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問題是數(shù)據(jù)采集點分散，工作現(xiàn)場的環(huán)境千差萬別，各個采集點的水的質(zhì)量也千差萬別，因此必須對各采集點的水的流量，壓力，渾濁度進行監(jiān)測。本文以計算機網(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)，從而實現(xiàn)了對各泵站運行情況的監(jiān)測和控制，保證城市用水的正常運行和水的質(zhì)量。1. 城市供水系統(tǒng)的任務(wù)：主要涉及對天然水的采集（河流水、地下水、湖泊水等），對水的加工和處理（加藥、沉淀、混凝、過濾、加氯等），

4、對水的輸送（主要是對居民生活用水，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：其中第一層是由計算機組成的，也稱為調(diào)度主站，它是最高層，包括數(shù)字光處理、自動化監(jiān)控計算機、工程師操作站計算機、視頻監(jiān)控計算機、其它管理計算。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)過處理之后，去調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和監(jiān)控。第二層是控制層，由兩臺S7-300和三臺S7-200組成，PLC將上位機處理后的信息經(jīng)過處理后傳遞到各執(zhí)行元件，并將采集到的數(shù)據(jù)從傳給上位機進行處理。第三層是檢測執(zhí)行層，包括被控設(shè)備和檢測儀表，主要功能是通過對各儀表的檢測，檢測

5、各個元件的運行狀態(tài)，并且執(zhí)行由控制層傳遞過來的命令。3. 監(jiān)測系統(tǒng)的原理：（1）監(jiān)測的對象：主要是對監(jiān)測點的余氯、PH、壓力以及渾濁度等模擬量進行采集，還有水位的設(shè)定以及報警上下限的設(shè)定，現(xiàn)場設(shè)備的各種各樣的故障發(fā)出的光、聲的報警指示。（2）生產(chǎn)工藝過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一個被測量偏移了，并且超過了設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出故障信號。攝像頭對該故障信息進行拍攝，傳遞給視頻服務(wù)器，通過計算機網(wǎng)絡(luò)，傳到控制中心，給操作人員看，操作人員對故障的情況進行分析、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)重故障時采用。一般這個過程由計算機完成，傳感器將檢測到的信息傳遞給PLC端，PLC通過標(biāo)定處理后的數(shù)據(jù)傳

6、遞到各個執(zhí)行元件中，實現(xiàn)自動控制。同時PLC把各個執(zhí)行元件的工作狀態(tài)通過以太網(wǎng)傳遞給上位機，即調(diào)度主站。由組態(tài)軟件完成對各個數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(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)的運行。主機分為兩臺，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)場的工藝流程，設(shè)備的工作狀態(tài)，各機電參數(shù)，經(jīng)過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析、處理以及存儲，做出各個工藝參數(shù)的趨勢曲線，經(jīng)過操作員的簡單操作，就可以就可以進行系統(tǒng)的功能組態(tài)，對各個環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)進行設(shè)置和修改，并向PLC發(fā)出調(diào)控指令。 數(shù)據(jù)記錄功能記錄各測量點一定時間的數(shù)據(jù)，從而滿足歷史查詢的要求，并且形成報表打印。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)控管理計算機3臺，兩臺工作，另外一臺備用；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。（2）閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻工控機一套，彩色攝像機3套，云臺支架若干，8路以太網(wǎng)交換機兩套，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I/O接口，接受現(xiàn)場設(shè)別的開關(guān)量，同時發(fā)出控制信號，控制現(xiàn)場設(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。輸入單元接受來自現(xiàn)場設(shè)備的信號，包括人為地操作信號和現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，這些信號經(jīng)過處理（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。輸出單元將處理過的信號發(fā)出，去驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備。接口地址分布 名 稱代 碼 地址編號輸入信號水池水位下限信號SA1I0.0水池水位上限信號SA2I0.1水PH值上限信號SA3I0.2水PH值下限信號SA4I0.3水的壓力下限信號SA5I0.4水中含余氯的上限信號SA6I0.5水的渾濁度上限信號SA7I0.6輸出信號水池水位低于下限報警指示燈HL1Q0.0水池水位高于上限報警指示燈HL2Q0.1水的PH值高于上限報警指示燈HL3Q0.2水的

9、PH值低于下限報警指示燈HL4Q0.3水的壓力低于下限報警指示燈HL5Q0.4水中含余氯量超過上限報警指示燈HL6Q0.5水的渾濁度超過上限報警指示燈HL7Q0.6結(jié)束語：該監(jiān)控系統(tǒng)將計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、PLC等技術(shù)有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)，具有很高的自動化能力。通過該系統(tǒng)的檢測與控制，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)濟運行的重要基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1.崔純雷，等. 城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)J.人民黃河. 2010(32:80-822.李媛. 基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水計算機監(jiān)控系統(tǒng)J.河北科技大學(xué)學(xué)報. 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.