2.1  系統描述

    臺山供水監測調度系統結構如圖1所示。

    臺山供水調度系統在原有的調度系統基礎上由深圳合廣信息技術(shù)有限公司改造。系統特點(diǎn)如下：系統端機（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(jìn)口組裝電臺，采用DF1半雙工協(xié)議作為三遙系統的通信協(xié)議，采用通用的SCADA監控軟件MACAM作為系統的軟件開(kāi)發(fā)監控平臺。這樣開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統能與水廠(chǎng)的自控系統實(shí)現實(shí)時(shí)通訊，在公司企業(yè)內部網(wǎng)的任何一個(gè)終端（包括調度室）可監視水廠(chǎng)的運行情況，也能與公司的內部網(wǎng)絡(luò )較好地融合。

圖1  供水監測調度系統結構

    中心調度室設在自來(lái)水公司辦公大樓頂層，中心調度室與水廠(chǎng)采用點(diǎn)對點(diǎn)通訊，中心調度室與輸水管網(wǎng)測點(diǎn)采用點(diǎn)對多點(diǎn)通訊。無(wú)線(xiàn)通訊采用具有SCADA功能的DF1主從通訊協(xié)議，PLC通過(guò)其標準RS232接口與數傳電臺相連實(shí)現無(wú)線(xiàn)通訊，通訊速率可達9600bps。鑒于控制的統一性和可靠性，中心調度室對水廠(chǎng)自控系統只實(shí)行實(shí)時(shí)監視，不進(jìn)行控制。水廠(chǎng)所有生產(chǎn)設備都實(shí)行三級控制，即本地控制、PLC自動(dòng)控制和水廠(chǎng)中控室操作員控制。

2.2  系統組成

(1)  中心調度室

    中心調度室設備的構成：調度室監控計算機一臺，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(xiàn)一套，監控軟件MACAM一套。

    中心調度室功能：SLC 5/04 PLC作為SCADA系統的主站PLC接收鎮級水廠(chǎng)和管網(wǎng)測點(diǎn)等從站PLC送來(lái)的實(shí)時(shí)數據。在調度室計算機利用RSLinx軟件通過(guò)DH+網(wǎng)絡(luò )與SLC 5/04端站聯(lián)接，以讀取鎮級小水廠(chǎng)參數（出廠(chǎng)水壓力、流量、pH值、余氯，水泵開(kāi)、停、故障狀態(tài)等少量參數）和管網(wǎng)壓力數據；利用DDE接口程序讀取水廠(chǎng)各種參數，DDE接口程序是調度室監控軟件MACAM從二水廠(chǎng)監控軟件WinCC讀取數據的軟件。MACAM為上位機監控軟件，用于監視水廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程和管網(wǎng)壓力，實(shí)現供水合理調度。

    在調度室監控計算機可通過(guò)畫(huà)面和曲線(xiàn)實(shí)現對現場(chǎng)的監測。供水調度人員可以根據采集的數據進(jìn)行水廠(chǎng)的生產(chǎn)調度和指揮，還可打印各種報表。

(2)  水廠(chǎng)自控系統

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

    ①  手動(dòng)控制：包括以下兩種方式。

?  就地手動(dòng)控制：整個(gè)水廠(chǎng)的設備能在就地通過(guò)就地開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。

?  單個(gè)系統手動(dòng)控制：整個(gè)系統中，每個(gè)子系統都可進(jìn)行手動(dòng)控制。

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

    ③  中控室集中控制：中控室能對全廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制、監視各記錄，動(dòng)態(tài)反映各工藝環(huán)節的工作狀態(tài)和主要的技術(shù)參數，產(chǎn)生各種生產(chǎn)報表。

    水廠(chǎng)與中心調度室采用點(diǎn)對點(diǎn)通訊。水廠(chǎng)通過(guò)中心調度室傳輸過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)數據，也可以監測管網(wǎng)各測點(diǎn)和各鎮小水廠(chǎng)運行情況。水廠(chǎng)與中心調度室數據交換流程如圖2所示。

圖2  水廠(chǎng)與中心調度室數據交換流程圖

(3)  輸水管線(xiàn)測點(diǎn)和鎮級小水廠(chǎng)

    在SCADA系統中，用于輸水管線(xiàn)參數監測的PLC采用最為經(jīng)濟可靠的微型可編程控制器MicroLogix1000作為系統端機（RTU），各輸水監測點(diǎn)作為SCADA系統的DF1從站。用于鎮級小水廠(chǎng)參數監測的PLC采用可擴充I/O口的微型可編程控制器MicroLogix1500作為系統端機（RTU），同樣各鎮級小水廠(chǎng)作為SCADA系統的DF1從站。各輸水監測點(diǎn)、鎮級小水廠(chǎng)與中心調度室數據傳輸如圖3、圖4所示。

圖3  各輸水監測點(diǎn)與中心調度室的數據傳輸圖

(4)  SCADA系統協(xié)議

圖4  各鎮級小水廠(chǎng)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，該接口的系統方式支持DF1通訊協(xié)議。DF1協(xié)議是A-B公司PLC系統廣泛支持的通訊，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(guò)該協(xié)議可以構成基于PLC的SCADA系統。臺山市供水監測調度系統SCADA系統采用點(diǎn)對多點(diǎn)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(xún)方式實(shí)現數據傳輸。

(5)  系統軟件

    調度系統上位機監控軟件為MACAM，該軟件是基于Windows 95/NT平臺的32位多任務(wù)監控軟件平臺，在自控系統和監控系統中有較廣泛的應用。PLC組態(tài)軟件為RSLogix500。網(wǎng)絡(luò )組態(tài)軟件RSLinx為羅克韋爾自動(dòng)化公司的通訊軟件，界面友好、功能強大，支持不同網(wǎng)絡(luò )上的設備通訊。調度系統操作主畫(huà)面如圖5所示。

圖5  調度系統操作畫(huà)面

3  結語(yǔ)

    本系統自調試成功，投入運行以來(lái)，已穩定運行兩年多，實(shí)現了對水廠(chǎng)生產(chǎn)和供水管網(wǎng)的統一監視、統一調度供水，對水廠(chǎng)的安全運行、提高供水質(zhì)量、節能降耗、優(yōu)化管理等方面起到了至關(guān)重要的作用，保障了供水系統的正常運行和管理。更重要的是利用最新的網(wǎng)絡(luò )和軟件技術(shù)，基本完成了信息管理系統與自動(dòng)控制的一體化，實(shí)現在公司內部網(wǎng)乃至通過(guò)國際互聯(lián)網(wǎng)對控制系統的監視，為信息管理系統提供了實(shí)時(shí)控制系統的大量信息，使整個(gè)企業(yè)的運轉效率和管理水平跨上了一個(gè)新的臺階。