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2.1  系統(tǒng)描述

    臺山供水監(jiān)測調度系統(tǒng)結構如圖1所示。

    臺山供水調度系統(tǒng)在原有的調度系統(tǒng)基礎上由深圳合廣信息技術有限公司改造。系統(tǒng)特點如下：系統(tǒng)端機（RTU）采用美國AB公司的最新的帶模擬量處理的Micrologix1000微型PLC，電臺采用新西蘭進口組裝電臺，采用DF1半雙工協(xié)議作為三遙系統(tǒng)的通信協(xié)議，采用通用的SCADA監(jiān)控軟件MACAM作為系統(tǒng)的軟件開發(fā)監(jiān)控平臺。這樣開發(fā)出來的系統(tǒng)能與水廠的自控系統(tǒng)實現實時通訊，在公司企業(yè)內部網的任何一個終端（包括調度室）可監(jiān)視水廠的運行情況，也能與公司的內部網絡較好地融合。

圖1  供水監(jiān)測調度系統(tǒng)結構

    中心調度室設在自來水公司辦公大樓頂層，中心調度室與水廠采用點對點通訊，中心調度室與輸水管網測點采用點對多點通訊。無線通訊采用具有SCADA功能的DF1主從通訊協(xié)議，PLC通過其標準RS232接口與數傳電臺相連實現無線通訊，通訊速率可達9600bps。鑒于控制的統(tǒng)一性和可靠性，中心調度室對水廠自控系統(tǒng)只實行實時監(jiān)視，不進行控制。水廠所有生產設備都實行三級控制，即本地控制、PLC自動控制和水廠中控室操作員控制。

2.2  系統(tǒng)組成

(1)  中心調度室

    中心調度室設備的構成：調度室監(jiān)控計算機一臺，通信接口卡（KTX）一塊，SLC 5/04 PLC端機一套（含主機、電源、I/O卡等），電臺一臺，電源和天線一套，監(jiān)控軟件MACAM一套。

    中心調度室功能：SLC 5/04 PLC作為SCADA系統(tǒng)的主站PLC接收鎮(zhèn)級水廠和管網測點等從站PLC送來的實時數據。在調度室計算機利用RSLinx軟件通過DH+網絡與SLC 5/04端站聯(lián)接，以讀取鎮(zhèn)級小水廠參數（出廠水壓力、流量、pH值、余氯，水泵開、停、故障狀態(tài)等少量參數）和管網壓力數據；利用DDE接口程序讀取水廠各種參數，DDE接口程序是調度室監(jiān)控軟件MACAM從二水廠監(jiān)控軟件WinCC讀取數據的軟件。MACAM為上位機監(jiān)控軟件，用于監(jiān)視水廠生產過程和管網壓力，實現供水合理調度。

    在調度室監(jiān)控計算機可通過畫面和曲線實現對現場的監(jiān)測。供水調度人員可以根據采集的數據進行水廠的生產調度和指揮，還可打印各種報表。

(2)  水廠自控系統(tǒng)

    整個水廠自控系統(tǒng)由1個中央控制站、4個分控站組成，各分控站之間用光纖電纜連接，反映速度快，有利于系統(tǒng)的快速控制。此套系統(tǒng)控制比較完善、控制方式靈活多樣，整個水廠設備采用三級控制。

    ①  手動控制：包括以下兩種方式。

?  就地手動控制：整個水廠的設備能在就地通過就地開關進行控制。

?  單個系統(tǒng)手動控制：整個系統(tǒng)中，每個子系統(tǒng)都可進行手動控制。

    ②  分控站PLC控制：各分控站PLC執(zhí)行自己的控制程序，完成控制功能。在與中控室脫機或通訊總線出現故障時， 各個分控站PLC能獨立完成該站的控制任務。

    ③  中控室集中控制：中控室能對全廠的生產過程進行控制、監(jiān)視各記錄，動態(tài)反映各工藝環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)和主要的技術參數，產生各種生產報表。

    水廠與中心調度室采用點對點通訊。水廠通過中心調度室傳輸過來的實時數據，也可以監(jiān)測管網各測點和各鎮(zhèn)小水廠運行情況。水廠與中心調度室數據交換流程如圖2所示。

圖2  水廠與中心調度室數據交換流程圖

(3)  輸水管線測點和鎮(zhèn)級小水廠

    在SCADA系統(tǒng)中，用于輸水管線參數監(jiān)測的PLC采用最為經濟可靠的微型可編程控制器MicroLogix1000作為系統(tǒng)端機（RTU），各輸水監(jiān)測點作為SCADA系統(tǒng)的DF1從站。用于鎮(zhèn)級小水廠參數監(jiān)測的PLC采用可擴充I/O口的微型可編程控制器MicroLogix1500作為系統(tǒng)端機（RTU），同樣各鎮(zhèn)級小水廠作為SCADA系統(tǒng)的DF1從站。各輸水監(jiān)測點、鎮(zhèn)級小水廠與中心調度室數據傳輸如圖3、圖4所示。

圖3  各輸水監(jiān)測點與中心調度室的數據傳輸圖

(4)  SCADA系統(tǒng)協(xié)議

圖4  各鎮(zhèn)級小水廠與中心調度室的數據傳輸圖

    SLC 5/04和MicroLogix1000、MicroLogix1500可編程控制器具有內置的多功能標準RS232接口通道0，該接口的系統(tǒng)方式支持DF1通訊協(xié)議。DF1協(xié)議是A-B公司PLC系統(tǒng)廣泛支持的通訊，包括各系列PLC及裝有RSLinx通訊軟件的計算機均支持DF1協(xié)議，通過該協(xié)議可以構成基于PLC的SCADA系統(tǒng)。臺山市供水監(jiān)測調度系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)采用點對多點半雙工通訊模式，SLC 5/04PLC作為主站采用DF1半雙工主通訊方式，其他PLC控制器（MicroLogix1000、MicroLogix1500）作為從站采用DF1半雙工從通訊方式，主站PLC采用對各站輪詢方式實現數據傳輸。

(5)  系統(tǒng)軟件

    調度系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件為MACAM，該軟件是基于Windows 95/NT平臺的32位多任務監(jiān)控軟件平臺，在自控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)中有較廣泛的應用。PLC組態(tài)軟件為RSLogix500。網絡組態(tài)軟件RSLinx為羅克韋爾自動化公司的通訊軟件，界面友好、功能強大，支持不同網絡上的設備通訊。調度系統(tǒng)操作主畫面如圖5所示。

圖5  調度系統(tǒng)操作畫面

3  結語

    本系統(tǒng)自調試成功，投入運行以來，已穩(wěn)定運行兩年多，實現了對水廠生產和供水管網的統(tǒng)一監(jiān)視、統(tǒng)一調度供水，對水廠的安全運行、提高供水質量、節(jié)能降耗、優(yōu)化管理等方面起到了至關重要的作用，保障了供水系統(tǒng)的正常運行和管理。更重要的是利用最新的網絡和軟件技術，基本完成了信息管理系統(tǒng)與自動控制的一體化，實現在公司內部網乃至通過國際互聯(lián)網對控制系統(tǒng)的監(jiān)視，為信息管理系統(tǒng)提供了實時控制系統(tǒng)的大量信息，使整個企業(yè)的運轉效率和管理水平跨上了一個新的臺階。