淺析供水生產中PLC的無線調度系統的應用探究

杭州余杭水務公司 311100

摘要：針對供水企業供水生產中的落后調度模式，開發了一種基于PLC控制的無線調度系統，系統包含了調度中心控制系統、井群遙控系統及配套電氣控制拒。利用無線通信，實現對整個井群的設備狀態監視、生產調度以及安全預警。利用可視化指令、使調度過程圖文和聲音互補，系統具備可追溯性。該系統實現了調度指令的計算機管理及井群的全面管理，實現了減員、增效、降低勞動強度、保障生產安全的目的。

1、引言

本自來水公司供水生產和輸送時需要使用移動設備配合作業。傳統的生產調度方下，調度員在中控室口頭下達指令。在實際生產中，通過語音傳達作業指令而造成失誤的情況時有發生，直接影響正常生產同時作業指令的下達和完成情況無記錄，調度工作沒有可追溯性。為從根本上改變原有的生產模式，給水廠相繼應用了多種調度系統，隨著科技的進步，這種調度系統經歷了從單板機到現有的基于PLC的無線調度系統的轉變。現有的基于PLC的無線調度系統與強電、傳動、儀表等系統共同組成供水生產管理的有力武器，取得了良好的社會效益和經濟效益。

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。供水調度的過程是：調度中心發出指令給井群調度系統，井群調度系統轉發調度指令到各個深井，深井執行開關或采集數據的任務后反饋實時地信息給井群調度系統，井群調度系統再將數據反饋給調度中心。使用兩級無線系統的原因是由于無線通信采用公共信道且距離遠，從抗干擾的角度出發的。

3、系統方案與使用方法

3.1系統結構

方案的總體思路是：使用計算機控制的無線調度系統控制井群遙控系統以便管理生產，同時將操作人員的所有操作都記錄下來形成電子報表使調度具有可追溯性。本無線調度系統包含了調度中心控制系統、井群遙控系統及配套電氣控制柜。調度中心控制系統負責編輯計劃指令并下達給井群遙控系統以及接受返回的儀表及設備的狀態和數據。

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

傳設備（MDS2710c無線數傳電臺），PLC、計算機主機、LCD顯示屏組成。深井的配套電氣柜通過小型PLC使用無線的方式實現水泵設備的遙開、遙關及反饋深井儀表數據、設備的狀態及安全狀態，進行信號雙向傳輸。

數傳電臺是通信的橋梁。通信采用主從方式，從站用于接收并執行主站命令，并把相關信息返回到主站。即信息的發起方為主站，從站只有在接收到主站的信息后才向主站回傳信號及數據。當主站發送命令時，先發給井群控制系統，井群控制系統把所收到的數據再轉發出去。從站對收到的數據進行判斷，進而完成相應的動作。從站回傳數據仍然通過井群遙控系統完成，井群遙控系統起“傳話”功能，其可靠性決定了整個系統的可靠性。此外，為了便于故障診斷，井群遙控系統需要對所接收到的數據進行判斷，并在異常時給出指示，以便上作人員及時查找故障點。

3.2系統的硬件構成

調度中心控制系統主要由調度系統服務器和客戶端、中心通信控制器、網絡設備及配套軟件等組成。服務器與井群遙控系統經通訊控制器以RS232協議進行通信。

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

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

控制器采用適合于工業環境的PLC，本系統選用CPM2AH-20CDR，是一種整體式PLC，其體積小、性能價格比高，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RS-232接口。連接數傳電臺，無需安裝擴展通訊模塊，由基本單元即可完成，非常適合于本系統。基本單元有12個輸人點、8路繼電器輸出，完全滿足井群遙控系統顯示輸出要求。

4、系統軟件設計

4.1井群遙控系統PLC的軟件設計

井群遙控系統的主要作用是得到深井信息并完成通信接力，使調度系統與深井的數據傳輸順利完成。另外還可對主站、從站的通信狀態做出判斷，并告知值班人員。因此程序包括兩個部分。一個部分為通信程序，即把接收到的數據再轉發出去，另一個部分為故障診斷程序，即對主站或者從站的通信狀態進行判斷，并給出報警輸出。在本系統中，因為調度中心主站和深井從站采用主從控制方式，調度中心計算機每次主動發送起動、停止和巡檢信號，從站在接收到信號以后才會發回相應的現場信息，而井群遙控系統則處于等待巡檢狀態，所以井群遙控系統程序包括信息來源識別（判斷接收到的信號來自主站還是從站）、信息的轉發以及對主站和從站進行巡檢。

4.2程序特點

本程序以PLC的串口通訊為核心進行開發和設計，程序條理清晰，易于后期編輯和修改，運行穩定，保證了信息交換的準確性和實時性。同時，為了便于發現遠程控制設備故障或者有斷電現象，程序中設有主、從站定時判斷功能，當設定時間內無響應信息（主站定時發送信號向現場讀取信息，從站收到信息后未能及時返回信息），則可以判斷出某一方出現異常，立即給出報警信號，給維護帶來了方便。

5、結束語

針對供水生產中遠程調度的要求，使用基于PLC與MDSOEM系列數傳電臺的遙控系統，是對舊的生產模式的變革。系統自投人運行以來，工作穩定可靠，運行良好，提高了供水的自動化水平和生產效率，降低了勞動強度和生產成本，節約了維護費用。與此同時，管理人員能夠及時掌握現場的信息，有效地進行實時監控。該系統實用性強、性價比高、控制準確，為實現遠程供水的自動化、智能化提供了極佳的范例。

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