黎  冰,劉金喜

摘要：介紹了奧地利貝加萊公司PCC控制器在無(wú)錫市前洲鎮污水管網(wǎng)電話(huà)線(xiàn)遠程監控中的應用。
關(guān)鍵詞：PCC；遠程控制系統

1  前言
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水處理已經(jīng)成為一個(gè)重要的行業(yè)，如何對排污企業(yè)排污量進(jìn)行監控也成為一個(gè)重要的課題。
無(wú)錫市前洲鎮是一個(gè)經(jīng)濟發(fā)達重鎮，該鎮有三十余家印染企業(yè)，各企業(yè)污水都需要集中處理。為此，該鎮建立了污水管網(wǎng)，管網(wǎng)按地域分為11個(gè)站，在印染企業(yè)進(jìn)入污水處理廠(chǎng)管道上安裝閥門(mén)、采樣裝置。通過(guò)采樣裝置采集各企業(yè)的平均化學(xué)耗氧量COD，結合累計流量對各企業(yè)收取排污費。
該污水管網(wǎng)監控系統采用電話(huà)線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，它具有安裝簡(jiǎn)單，傳輸可靠的特點(diǎn)。使用奧地利貝加萊公司PCC作為監測站監控集中控制設備，PCC除具有普通PLC的控制特點(diǎn)外，還可以使用通用的調制解調器，可以編制自定義的通訊協(xié)議，具有很好的系統開(kāi)放性和可擴展性。
2  通訊方式及功能特點(diǎn)
監控系統根據各現場(chǎng)設備的控制要求，確定程序控制的方式及實(shí)現的功能。參加控制的主要設備有：流量計、電動(dòng)調節閥、電動(dòng)球閥、取樣泵等。
2.1  現場(chǎng)控制方式
現場(chǎng)控制方式采用程序自動(dòng)控制、就地手動(dòng)控制和遠程手動(dòng)控制三種方式?，F場(chǎng)電動(dòng)閥門(mén)在電氣上實(shí)現聯(lián)鎖。
程序自動(dòng)控制為正常的控制方式，現場(chǎng)PCC根據設定要求，控制流量計對流量進(jìn)行計量，電動(dòng)球閥或取樣泵對污水進(jìn)行自動(dòng)采樣。
遠程手動(dòng)控制方式可以讓運行人員在污水處理廠(chǎng)控制室對各現場(chǎng)設備作單獨的操作。在計算機和現場(chǎng)設備撥號連通的情況下，設定自動(dòng)采樣或手動(dòng)采樣一次，采樣時(shí)間間隔可以設定；控制電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉；對現場(chǎng)PCC校時(shí)；采集現場(chǎng)流量數據及設備工作狀態(tài)。
2.2  管理監控功能
在中心監控室CRT上對11個(gè)監測站進(jìn)行巡檢或定點(diǎn)監測，可以采集到現場(chǎng)11個(gè)監測站的流量、設備工作狀態(tài)，并顯示該監測站某廠(chǎng)瞬時(shí)流量、某廠(chǎng)日累計流量、超過(guò)設定日累計流量報警、閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)、閥門(mén)故障狀態(tài)、采樣狀態(tài)、現場(chǎng)電源狀態(tài)、現場(chǎng)手/自動(dòng)狀態(tài)等。
根據某廠(chǎng)是否超過(guò)設定日累計流量設定，由運行人員通知有關(guān)管理人員決定是否對該廠(chǎng)管道上的閥門(mén)遠程遙控關(guān)閉，切斷流量。
根據管理人員要求，運行人員對各監測站的采樣時(shí)間間隔進(jìn)行設定，設定24小時(shí)自動(dòng)采樣或手動(dòng)采樣一次。
在模擬屏上顯示廠(chǎng)區平面圖和現場(chǎng)各個(gè)廠(chǎng)的排水情況。
2.3  遠程通訊功能
現場(chǎng)PCC和中心監控室通過(guò)電話(huà)線(xiàn)和調制解調器通訊。
系統由中心監控室和11個(gè)監測站組成，結構圖如圖1所示。
現場(chǎng)自動(dòng)控制設備采用PCC控制器，與中心監控室通訊發(fā)送數據（日累計流量、閥門(mén)狀態(tài)），并具有故障報警、自動(dòng)撥號等功能。

圖1  監控系統結構圖

中心監控室使用PCC控制器作為主站，實(shí)現和現場(chǎng)通訊。同時(shí)通過(guò)RS232口控制模擬屏的顯示，監控計算機和PCC控制器通訊，顯示各種數據、畫(huà)面，實(shí)現報表處理。
通訊協(xié)議：由于PCC控制器具有開(kāi)放性的編程方式，采用了自定義的協(xié)議。定義了包含現場(chǎng)狀態(tài)，中心控制命令的協(xié)議。
使用兩臺調制解調器，考慮到通訊站點(diǎn)較多，一臺用于發(fā)布主站通訊命令，另一臺用于獲取現場(chǎng)報警，從而保證了通訊的暢通。
3  系統配置
3.1  控制器選型
從可靠性、上位機接口、遠程通訊功能及計算機聯(lián)網(wǎng)等多方面考慮采用奧地利貝加萊公司的PCC控制器。
其中主站使用存儲容量較大的2003系列CP476，該控制器自帶1個(gè)RS232接口，用來(lái)編程和上位機通訊使用；再擴展3個(gè)IF311分別用來(lái)和兩個(gè)調制解調器，1個(gè)模擬屏通訊。
現場(chǎng)控制器采用2003系列CP474，該控制器自帶1個(gè)RS232接口，通過(guò)該接口和調制解調器通訊。
3.2  組態(tài)軟件
使用美國Iconics公司的Genesis組態(tài)軟件。
計算機通過(guò)使用奧地利貝加萊公司的OPC軟件和Genesis軟件實(shí)現畫(huà)面顯示、報警、報表等上位機功能。
3.3  模擬屏
采用馬賽克拼塊式模擬屏，顯示單元為L(cháng)ED、旋轉燈和數顯表。
當現場(chǎng)某廠(chǎng)瞬時(shí)流量大于零時(shí)，LED燈顯示為綠色；當瞬時(shí)流量為零時(shí)，LED燈顯示為紅色。
當現場(chǎng)設備運行時(shí)，旋轉燈開(kāi)始旋轉，設備停止時(shí)，旋轉燈停止旋轉。
數顯表顯示日累計流量。
4  Modem的通訊控制
(1)  報文
該系統的通訊協(xié)議是自定義的通訊協(xié)議。
本設計傳輸的數據單位是數據包，數據包長(cháng)度是可伸縮的，包的結構如下：
發(fā)送的數據分別包括3個(gè)字節的幀頭和幀尾，以保證每次接收端都可以收到正確的報文。

(2)  Modem的選型
所有Modem使用兼容賀氏指令集的聯(lián)想射雕通用型調制解調器。
(3)  Modem通訊控制
Modem通過(guò)AT指令控制它在在線(xiàn)狀態(tài)、命令狀態(tài)、離線(xiàn)狀態(tài)之間轉換。
(4)  通訊握手
在Modem數據在線(xiàn)狀態(tài)下，進(jìn)行數據握手。在該系統中中心監控室的PCC和現場(chǎng)PCC都可以是通訊主站或通訊從站。當中心監控室發(fā)布命令時(shí)，中心監控室的PCC是通訊主站；當現場(chǎng)PCC報警時(shí)，現場(chǎng)的PCC是通訊主站；各PCC都處于待撥狀態(tài)，等候被呼叫。
當數據在線(xiàn)狀態(tài)下，PCC分析獲取的數據，并分析是否為正確的報文；當報文正確時(shí)分析功能碼執行操作。
5  上位機的操作界面
管網(wǎng)監控系統操作界面如圖2所示，可實(shí)現如下功能。