隨著城（chéng）市建設（shè）和經濟的不斷發展以（yǐ）及人（rén）口的急劇增長。引（yǐn）起用水量（liàng）的不斷增加，同時對城市的供水控製係統提（tí）出了（le）更高的要求，如何把現代科技手段運用到水廠的控製中去，是（shì）目前供水行（háng）業需要研究的重要課題。南京康卓環境科技有限公司是國內先進的自來水廠智能監控係統設計、生產廠家。如南京市自來水總公司電氣自動化控製係統由南京康卓環境科技有限公司承（chéng）建，該係統用於水廠（chǎng）操作人員可（kě）以在水廠控（kòng）製（zhì）室遠（yuǎn）程（chéng）監測廠內水池水位（wèi）、進場流量、出（chū）廠流量、出廠壓力、水質（zhì）等信息（xī）；遠程監測加壓泵（bèng）組、配電設備及其他自動化設備的工作（zuò）情況；可以遠程控製加壓泵（bèng）的啟停。自來水（shuǐ）公司調度中心工作人員及（jí）公司主管領導可以遠程監測各水廠的工作情況及（jí）水廠操作人員的操作情況。

 

 

 

1、係統環（huán）境

　　（1）硬件環（huán）境

　　液（yè）位變送器，壓力變送（sòng）器，濁度檢測儀（yí），餘氯檢測儀，PLC，防雷係統，無線數傳機，UPS，RTU，工控（kòng）機，一般計算機。

　　（2）軟件環境

　　PLC站用Siemens的Step7、V5.1編程，所有計（jì）算機站用Siemens的WinCC組態軟件編程。操作係統為WindowsNT4.0，水廠與總公司之間的通訊用Delphi6.0編程，總公司的所有計算機站用Delphi6.0編程，總公司的操作（zuò）係統為Windows2000，所有測（cè）壓點用Siemens的（de）Step7、V3.1編程。

 

２、係統網絡結構

　　本監控係統為集散型開放體係（xì），采用透明的通訊方式，集（jí）中監視（shì）和管理（lǐ）整個（gè）生產（chǎn）過程，采用現場總線（xiàn）和以太網結合的網絡結構。Profibus由3部分組成，根據水廠監控係統采用單主站結構的特點（diǎn），選擇其中的Profibus-DEProfibus—DP是一種經過優化的高速（sù）通（tōng）信連接，專為自動控製係統（tǒng）和分散I/O設備之間的通信設計，用於（yú）分布式控製係統的高速數據傳輸，其傳輸速率可達12Mbit/s，一般構成單主站係統。整個監控係統網絡（luò）結構包括（kuò）3部分，係統的網絡結構如圖1所示。

　　（1）現場設備層（céng）主（zhǔ）要（yào）功能是連接現場設備，如濁度檢測儀、餘氯檢測儀等，完成現場設備控製及設備間連（lián）鎖控製。主站（2萬噸濾池PLC）負責主線通信管理及所有（yǒu）從站的通信。總線上所有設備生產工藝控製程序（xù）存儲在主站中，並由主站執行。現（xiàn）場控製PLC站組成廠（chǎng）區工（gōng）業控製網，完成對各控（kòng）製站範圍內的儀表（biǎo）、設備的（de）監視與控製，並與中央控製室進行數據通（tōng）訊。

　　（2）車（chē）間監控層車間級監控通（tōng）常要（yào）設立（lì）車間監控室，有操作員工作站及打印設備，主要實現生產設備狀態在線監控、設備故障報警（jǐng）及維護等。實驗（yàn）室計算機和（hé）操作員計算（suàn）機向下通過現場總線（Profibus）與現場監控PLC相連，向上通（tōng）過局域網（以太網）與中央控製室計算機相連，其他遠程（chéng）監視計（jì）算機通過（guò）GSM數傳機負責和（hé）中控室通訊雙向握手。中央控製（zhì）室（shì）的服務器支持TCP/IP協議，異（yì）地（dì）可通過（guò）專用軟（ruǎn）件遠程撥號訪問中央控製室服務器，瀏覽水廠運（yùn）行狀況。

　　（3）工廠管理層通過在中央控製室設置兩（liǎng）台（tái）監控計算（suàn）機和廠長室監視計算機實現工廠管理層，中央控製計算機通過現場總接收各現場PLC站傳送來的設備運行及儀表檢測參數，對現場數據進行處理後實現統一管理和調度，並定期打（dǎ）印數據報表。廠長室計算機隻作監視（shì）用，可隨時觀察指揮現場生產運行及了（le）解報表（biǎo）數據。

 

 

　　水廠工控係統的功能（néng）可劃分為管（guǎn）理功能、控製功能和報警功能3個主（zhǔ）要部分。

１、係統管理模塊

　　（1）用戶管理（lǐ），包括操作人（rén）員增、刪、改，登（dēng）錄（lù），授權；

　　（2）信息查詢，負責數據處理的操作人（rén）員可以進入（rù）操（cāo）作（zuò）菜單的各個界（jiè）麵，對水廠各設備的數據和（hé）工作狀態進行觀測，查看曆史數（shù）據、曆史報警、趨勢曲（qǔ）線圖（tú），以及操作記錄和打印（yìn）報表；

　　（3）參數修改，擁有高等級的操作（zuò）人員可以進人工藝流程（chéng）圖中（zhōng）的各個設備（bèi）控製界麵（miàn）中，對每個設備的參（cān）數進行調整。對於每個操作人員（yuán）的操作，係統都會做自動的記錄，沒有經過登錄（lù）的人無法操作係（xì）統。根據權限的不同（tóng），可將操作人員分成3種，操作人員可按照自己（jǐ）的（de）操作等級（用戶權限等（děng）級）進行操作。a負責報警監督的操作人（rén）員隻需查（chá）看報警信息欄；b負責數據處理的操作人員可以進入操（cāo）作菜單的各個界麵，查看曆史數據、曆史（shǐ）報（bào）警、趨勢曲線圖，以及操作記錄（lù）和打（dǎ）印報表；c擁有（yǒu）高級權限的操作人員可以進入工藝流程圖中的（de）各（gè）個設備控製界麵中，對每個（gè）設備的（de）參（cān）數進行調整。

２、設備（bèi）控製模塊

　　主控界（jiè）麵上（shàng）畫有水廠工藝流程圖，標出了水廠各主要設備的位置和相互連接（jiē）的管道，通過點擊各設備（bèi）的圖標，能（néng）進人具體的設備管理界麵，有高級操作權限的操作（zuò）人員可查看（kàn）各設備的工作狀態，調（diào）整設備的參數，以使（shǐ）設備達到正常工作狀態。

３、報警模塊

　　主控界（jiè）麵和各具體設備控製界（jiè）麵（miàn）都包含報警功能。報警模塊提供數據（jù）表，記錄當前設備故障或工作不（bú）穩定的信息，操作人員（yuán）可根據這（zhè）些信息來判斷（duàn）設備工作狀（zhuàng）態不佳的（de）原因，通（tōng）過調整設備各參數和開關使設備恢複正常的工作。所有信息分為通訊（xùn）告警、緊（jǐn）急告警、一般告警和不（bú）告警4個告警等級。對采集的數據分為兩種類型，模擬類型（xíng）根據其上下（xià）限來決定是否報（bào）警，數字類（lèi）型根據其值是否正常來報警。所有的告警，不論是已消失的還是仍存在（zài）的，都必須存人數據（jù）庫，每個告警內容包括（kuò）告警（jǐng）時間、告警內容、確認時間、確認人和消除時間等。告警應有聲音提示，告（gào）警聲音可通過按鈕消除，消除時必須（xū）登記消除人員的信息。在報警信息欄中，用戶可以對單個報警信息響（xiǎng）應，也可對一組信息響應。對（duì）故障的設備操作人（rén）員能夠直接進（jìn）入相關單元進行（háng）檢查，並（bìng）調整設（shè）備的參（cān）數，以使（shǐ）設備達到正常的工作狀態。

 

 

 

 

　　基（jī）於現場總線和以太網（wǎng）建立的水廠自動化監控係統，可進行全方位的實時數據監控、數據存儲、數據安全、數據輸出和遠程數據查看，實現了實時現場環境工藝圖象采集、記錄（lù）、搜索和打印等一（yī）體化工藝控製流程。它主要有以下特點：

１、開放性

　　該監控係統建立了統一的、開放的工廠（chǎng）底層（céng）網絡，用戶可以按照自己的需要和考（kǎo）慮把來自不同供（gòng）應商的產品組成大小隨意的係統。

２、安（ān）全性和可靠性

　　水廠內的以（yǐ）太網和遠（yuǎn）程數據訪問采用點到點的通信方式，廠（chǎng）內部不提供Web服務，這樣可保證廠內（nèi）網絡的安全性；係統包含自動報警模塊，設備故障時可及時提醒操作人員采取（qǔ）相應（yīng）措施；利用以太網技術把廠區內的所有（yǒu）計算機（jī）連成一個網絡，實現數據共享；在同一個網絡（luò）上采（cǎi）用兩（liǎng）台監控（主/副）計算機，保證了實時現場數據（jù）監控的可靠性，避免了由（yóu）於一台監控計算（suàn）機的暫時故障（zhàng）而使整個網絡（luò）癱瘓的問題。另外，在網絡結構（gòu）方麵，由於現場總線設備的（de）智能化（huà）、數（shù）字化，與模擬信號相（xiàng）比，它從根本上提高了測量與控製的精確（què）度，減少了傳送誤差。同（tóng）時，由於係（xì）統的（de）結構簡化，設備與連（lián）線減少（shǎo），現場儀表（biǎo）內部功能（néng）加強，減少了信號的往返傳輸，提高（gāo）了係統的工作可（kě）靠性。

３、數據存儲（chǔ）靈活

　　對於實時數據和平（píng）均數據采用不同的處理（lǐ）方（fāng）式，實時（shí）數據經過刻平均處理，然後（hòu）再對刻平均數據進行日（rì）平均處理（lǐ），使得出的較終數據具有代表性；在數據庫的維護上（shàng），可以設置自動或手動方式來維護，對（duì）實（shí）時（shí）數據可以及時清除，對平均數據可以設定自（zì）動清除周期。

４、資源（yuán）利用（yòng）靈活

　　控製（zhì）中（zhōng）心有眾多（duō）曲（qǔ）線和報表，為生產運行及維護提供重要手段；係統提供遠程撥號上網功能，以便管理人員在（zài）任何有電話（huà）的地方都可以（yǐ）隨時監測（cè）水廠的運行情況和進行數據查詢（xún）；同（tóng）時（shí），采（cǎi）用標準以太網卡，由於以太網的通用性，將來可方（fāng）便地在網上增加任意品牌的PLC從（cóng）站（必（bì）須支持以太網），這樣就方便了（le）以後的功能擴（kuò）展。控製用PLC通過以太網卡掛在網（wǎng）上，可用上位機實（shí）現（xiàn）對（duì）PLC的遠程控（kòng）製及實時監控、數據參（cān）數報表打印等功能。各從站PLC可自動從網上脫離，以方便維修工作；也可自動重新進人網絡係統（tǒng），再次投入使用。

 

　　康卓自來水廠智能監控（kòng）解決方案已成功應用於自來水廠，實際運行結果表明（míng），係統中PLC與PC微（wēi）機的串行通信方法穩定可靠，效果良（liáng）好，該控（kòng）製係統完全滿足（zú）自來水生產工藝要求。