供水自动化计算机实时监控系统

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信／编程接口，能够以多种通信协议与其它设备通信^［²^］。该公司的PLC具有可靠性高，可扩展性好，又有较丰富的通信指令，且通信协议简单等优点；此外该公司还配有在PC机上运行的STEP 7 Micro WIN 32程序开发软件，可以使用梯形图和语句表两种语言编写、调试程序，使得系统的开发工作变得相对容易^［３］。现场的水位和压力反馈信号分别通过水位传感器和压力传感器直接送入PLC的模拟量扩展模块EM235，然后通过RS-485／RS-232转换模块传送给PC机。
考虑到现场生产可靠性的问题，本系统中的主要控制任务有PLC来承担。PC机和控制台所下达的控制命令并不直接作用于变频器和配电系统，而是首先输入PLC。PLC检测并判别输入信号后，才进行控制操作。任何指令操作和被控对象的动作都由PLC检测，即便PC机出现故障或者误操作，PLC也能够独立的使整个控制系统正常运行。当系统中的运行参数不能很好的满足工作需要时，可以通过PC机中的参数设置来修改和调整PLC中相应的运行参数。此外，虽然PLC具有PID调节功能，但是现场工作条件比较复杂、干扰较大使得这些PID调节常常不能满足需要。PC机可以运用高级算法通过现场反馈的水位和压力信号对PID参数进行在线整定，随时调整相应的PID参数，使控制系统总是处于一个良好的运行状态之中。
3 系统软件设计
系统软件设计采用模块化设计技术，将系统按不同的功能划分为不同的模块，统一组装于主框架上构成统一的用户操作界面，操作方便快捷。软件系统主要包括三个部分：数据采集和通信、设备状态控制和数据管理。数据采集和通信部分采集水位、压力、流量、电压和电流等数据，用于记录、存储和分析，以及与PLC通信。设备控制部分根据采集到的数据判断系统当前的运行状态，并可通过修改运行参数对设备工作状态进行调整。数据管理部分负责数据的统计、查询以及打印输出。总体结构框图如图3所示。

由于本系统软件既要监测设备的工作状态又要能够下达控制命令，因此PC机上的监控软件需要简单实用、操作方便。由Inprise公司(原Borland公司)推出的快速应用开发工具Delphi6．0在数据库编程方面十分强大而且有很强的程序界面开发能力^［４］，本控制系统的系统监控软件采用Delphi来开发。
3．1 数据采集和通信
数据采集部分由参数设定、通信模块和数据存储模块组成。参数设定模块包括传感器参数设定和通信参数设定。通信参数用于设定PC机与PLC通信参数和协议。通信模块包括数据通信和通信测试。数据通信用于从PLC读取各种数据和状态信息以及下达控制命令和各种参数调整结果。通信测试模块具有通信测试和诊断功能，确保通信状态良好。数据存储模块将采集到的生产过程中的各种重要运行数据加以记录和处理。
3．2 设备状态控制
&nb sp; 设备控制部分由参数设定、报警处理和状态显示。参数设定用于设定各种设备的工作状态参数和运行参数，如变频器、电机等。报警处理在发生生产故障时立即报警，发出报警声音同时使报警画面闪烁，以引起操作人员的注意。记录报警发生时的有关信息，如报警信息、故障报警时间、确认报警时间等，并对报警信息进行管理。状态显示用于动态显示生产过程中的重要设备(如水泵、电动阀等)的启动、停止和故障。用趋势图的形式动态显示清水池水位、管网压力、取水和供水流量、电压、电流等。操作人员通过状态显示流程图就可以很方便的了解生产中各种设备的工作状况。
3．3 数据管理
数据管理部分包括数据查询和数据输出。数据查询模块主要包括历史数据查询。历史数据查询包括管网压力历史数据、水位历史数据、取水和供水流量历史数据、电耗表等，还可查询重要设备的运行参数、状态、操作记录以及报警的历史记录。数据输出模块负责各种数据报表的生成和打印输出，能够生成日生产报表、月生产报表、年生产报表、电耗表等，同时还能以直观的图表形式打印。
此外，本系统还具有操作权限控制功能，采用分级密码控制访问者的访问权限。
4 结束语
本文以自来水厂的生产过程为背景，提出了一套基于PC机的自动供水计算机监控系统设计方案。现场调试证明，该方案切实可行，既保证了水厂的不间断生产又提高了水厂的管理水平。系统的开发时间短，成本低，节能效益明显。对于广大中小城市的供水厂进行技术改造具有借鉴意义。

参考文献：

［１］唐新平，赵金，陈治刚，万淑芸．基于PC机的生产过程计算机监控系统设计［Ｊ］．计算机自动测量与控制，2000，8(2)：35-37
［２］西门子(中国)有限公司．SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册［Ｓ］．2002，3
［３］廖常初编著．可编程序控制器应用技术［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，1998．59-61
［４］(美)Steve Teixeira Xavier Pacheco(徐新华译)．Delphi4开发大全(上、下)［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，1999，8

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