淺析供水生產(chǎn)中PLC的無線調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用探究

杭州余杭水務(wù)公司 311100

摘要：針對(duì)供水企業(yè)供水生產(chǎn)中的落后調(diào)度模式，開發(fā)了一種基于PLC控制的無線調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)包含了調(diào)度中心控制系統(tǒng)、井群遙控系統(tǒng)及配套電氣控制拒。利用無線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)井群的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、生產(chǎn)調(diào)度以及安全預(yù)警。利用可視化指令、使調(diào)度過程圖文和聲音互補(bǔ)，系統(tǒng)具備可追溯性。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度指令的計(jì)算機(jī)管理及井群的全面管理，實(shí)現(xiàn)了減員、增效、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、保障生產(chǎn)安全的目的。

1、引言

本自來水公司供水生產(chǎn)和輸送時(shí)需要使用移動(dòng)設(shè)備配合作業(yè)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度方下，調(diào)度員在中控室口頭下達(dá)指令。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過語音傳達(dá)作業(yè)指令而造成失誤的情況時(shí)有發(fā)生，直接影響正常生產(chǎn)同時(shí)作業(yè)指令的下達(dá)和完成情況無記錄，調(diào)度工作沒有可追溯性。為從根本上改變?cè)械纳a(chǎn)模式，給水廠相繼應(yīng)用了多種調(diào)度系統(tǒng)，隨著科技的進(jìn)步，這種調(diào)度系統(tǒng)經(jīng)歷了從單板機(jī)到現(xiàn)有的基于PLC的無線調(diào)度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)有的基于PLC的無線調(diào)度系統(tǒng)與強(qiáng)電、傳動(dòng)、儀表等系統(tǒng)共同組成供水生產(chǎn)管理的有力武器，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2、工藝簡介

深井是用來抽取地下水的，由潛水泵和配套電氣控制柜組成。供水調(diào)度的過程是：調(diào)度中心發(fā)出指令給井群調(diào)度系統(tǒng)，井群調(diào)度系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度指令到各個(gè)深井，深井執(zhí)行開關(guān)或采集數(shù)據(jù)的任務(wù)后反饋實(shí)時(shí)地信息給井群調(diào)度系統(tǒng)，井群調(diào)度系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)反饋給調(diào)度中心。使用兩級(jí)無線系統(tǒng)的原因是由于無線通信采用公共信道且距離遠(yuǎn)，從抗干擾的角度出發(fā)的。

3、系統(tǒng)方案與使用方法

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

方案的總體思路是：使用計(jì)算機(jī)控制的無線調(diào)度系統(tǒng)控制井群遙控系統(tǒng)以便管理生產(chǎn)，同時(shí)將操作人員的所有操作都記錄下來形成電子報(bào)表使調(diào)度具有可追溯性。本無線調(diào)度系統(tǒng)包含了調(diào)度中心控制系統(tǒng)、井群遙控系統(tǒng)及配套電氣控制柜。調(diào)度中心控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)編輯計(jì)劃指令并下達(dá)給井群遙控系統(tǒng)以及接受返回的儀表及設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

調(diào)度中心下達(dá)的指令直接顯示在井群遙控系統(tǒng)終端的液晶屏上，使井群遙控系統(tǒng)的操作人員照單操作徹底改變了傳統(tǒng)的調(diào)度人員口頭下達(dá)指令的模式。井群遙控系統(tǒng)主要由無線數(shù)

傳設(shè)備（MDS2710c無線數(shù)傳電臺(tái)），PLC、計(jì)算機(jī)主機(jī)、LCD顯示屏組成。深井的配套電氣柜通過小型PLC使用無線的方式實(shí)現(xiàn)水泵設(shè)備的遙開、遙關(guān)及反饋深井儀表數(shù)據(jù)、設(shè)備的狀態(tài)及安全狀態(tài)，進(jìn)行信號(hào)雙向傳輸。

數(shù)傳電臺(tái)是通信的橋梁。通信采用主從方式，從站用于接收并執(zhí)行主站命令，并把相關(guān)信息返回到主站。即信息的發(fā)起方為主站，從站只有在接收到主站的信息后才向主站回傳信號(hào)及數(shù)據(jù)。當(dāng)主站發(fā)送命令時(shí)，先發(fā)給井群控制系統(tǒng)，井群控制系統(tǒng)把所收到的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)出去。從站對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，進(jìn)而完成相應(yīng)的動(dòng)作。從站回傳數(shù)據(jù)仍然通過井群遙控系統(tǒng)完成，井群遙控系統(tǒng)起“傳話”功能，其可靠性決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。此外，為了便于故障診斷，井群遙控系統(tǒng)需要對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，并在異常時(shí)給出指示，以便上作人員及時(shí)查找故障點(diǎn)。

3.2系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

調(diào)度中心控制系統(tǒng)主要由調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器和客戶端、中心通信控制器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及配套軟件等組成。服務(wù)器與井群遙控系統(tǒng)經(jīng)通訊控制器以RS232協(xié)議進(jìn)行通信。

井群遙控系統(tǒng)由無線數(shù)傳設(shè)備（MDSEL7052無線數(shù)傳電臺(tái)），PLC、計(jì)算機(jī)主機(jī)、LCD顯示屏組成。兩部分組成。考慮到井群遙控系統(tǒng)的地位和作用，其可靠性和準(zhǔn)確性成為重中之重，因而在選擇上要特別注重其抗干擾能力。

眾所周知，數(shù)傳電臺(tái)有很多種。本系統(tǒng)選用DATA數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)EL7052，其工作頻率范圍為200-240MHz，接口數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)38200 bps，空中數(shù)據(jù)傳輸速率為9 600 bps，信道帶寬為12.5 kHz，采用DB-25連接器的RS-232串行接口與其它設(shè)備通信，工作環(huán)境溫度范圍寬，工作電源電壓為10}30VDC。該數(shù)傳電臺(tái)性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，即使在較為惡劣的環(huán)境下也能正常工作。

控制器采用適合于工業(yè)環(huán)境的PLC，本系統(tǒng)選用CPM2AH-20CDR，是一種整體式PLC，其體積小、性能價(jià)格比高，采用交流220 v電源供電，工作電壓范圍較寬，從85 vAC至264 v AC，帶有一個(gè)RS-232接口。連接數(shù)傳電臺(tái)，無需安裝擴(kuò)展通訊模塊，由基本單元即可完成，非常適合于本系統(tǒng)。基本單元有12個(gè)輸人點(diǎn)、8路繼電器輸出，完全滿足井群遙控系統(tǒng)顯示輸出要求。

4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1井群遙控系統(tǒng)PLC的軟件設(shè)計(jì)

井群遙控系統(tǒng)的主要作用是得到深井信息并完成通信接力，使調(diào)度系統(tǒng)與深井的數(shù)據(jù)傳輸順利完成。另外還可對(duì)主站、從站的通信狀態(tài)做出判斷，并告知值班人員。因此程序包括兩個(gè)部分。一個(gè)部分為通信程序，即把接收到的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，另一個(gè)部分為故障診斷程序，即對(duì)主站或者從站的通信狀態(tài)進(jìn)行判斷，并給出報(bào)警輸出。在本系統(tǒng)中，因?yàn)檎{(diào)度中心主站和深井從站采用主從控制方式，調(diào)度中心計(jì)算機(jī)每次主動(dòng)發(fā)送起動(dòng)、停止和巡檢信號(hào)，從站在接收到信號(hào)以后才會(huì)發(fā)回相應(yīng)的現(xiàn)場信息，而井群遙控系統(tǒng)則處于等待巡檢狀態(tài)，所以井群遙控系統(tǒng)程序包括信息來源識(shí)別（判斷接收到的信號(hào)來自主站還是從站）、信息的轉(zhuǎn)發(fā)以及對(duì)主站和從站進(jìn)行巡檢。

4.2程序特點(diǎn)

本程序以PLC的串口通訊為核心進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，程序條理清晰，易于后期編輯和修改，運(yùn)行穩(wěn)定，保證了信息交換的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。同時(shí)，為了便于發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備故障或者有斷電現(xiàn)象，程序中設(shè)有主、從站定時(shí)判斷功能，當(dāng)設(shè)定時(shí)間內(nèi)無響應(yīng)信息（主站定時(shí)發(fā)送信號(hào)向現(xiàn)場讀取信息，從站收到信息后未能及時(shí)返回信息），則可以判斷出某一方出現(xiàn)異常，立即給出報(bào)警信號(hào)，給維護(hù)帶來了方便。

5、結(jié)束語

針對(duì)供水生產(chǎn)中遠(yuǎn)程調(diào)度的要求，使用基于PLC與MDSOEM系列數(shù)傳電臺(tái)的遙控系統(tǒng)，是對(duì)舊的生產(chǎn)模式的變革。系統(tǒng)自投人運(yùn)行以來，工作穩(wěn)定可靠，運(yùn)行良好，提高了供水的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用。與此同時(shí)，管理人員能夠及時(shí)掌握現(xiàn)場的信息，有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、性價(jià)比高、控制準(zhǔn)確，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程供水的自動(dòng)化、智能化提供了極佳的范例。

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